【題目】如圖所示,光滑固定軌道ABCD上有兩個可視為質(zhì)點的滑塊,滑塊中間有一壓縮彈簧且與兩物體不拴連,左側(cè)物體質(zhì)量m1未知,右側(cè)物體質(zhì)量,軌道右側(cè)為半徑的半圓弧AB,A為圓弧最高點,B為最低點和水平面相切,左側(cè)軌道CD為一半徑為且圓心角的圓弧,轉(zhuǎn)輪大小可忽略不計的粗糙的傳送帶EFL=3m與水平面也成θ角,傳送帶沿斜面向上始終以勻速運動,傳送帶上表面與左端圓弧末端D點相切且剛好無彈力接觸,F(xiàn)將兩物體同時在水平軌道上由靜止釋放,若彈簧的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為兩物體的動能,彈簧恢復(fù)原長前兩物體并未進入圓弧軌道,最終m2恰好能通過右側(cè)半圓弧A點,m1通過圓弧軌道CD滑上傳送帶,在傳送帶上一直做勻變速運動且到達F點時速度大小,m1通過傳送帶EF的過程中,系統(tǒng)摩擦生熱量Qm1的機械能變化量ΔE剛好相等,g=10m/s,sinθ=0.6,cosθ=0.8.求:

(1)m2到達B點時的速度大小vB

(2)彈簧初始狀態(tài)具有的彈性勢能Ep;

(3)m1通過傳送帶EF的過程中,電動機額外消耗的電能上為多少。

【答案】(1) ;(2) ;(3) 。

【解析】

(1)由于m2剛好到達A點,則有

m2BA,有動能定理得

解得

(2)m1滑上傳送帶,最終達到F點時速度大小,且m1通過傳送帶EF的過程中,系統(tǒng)摩擦生熱量Qm1的機械能變化量剛好相等,可得

傳送帶位移

m1通過圓弧軌道CD,由動能定理得

兩物體同時由靜止釋放到彈簧恢復(fù)原長過程中,系統(tǒng)動量守恒

系能機械能守恒

(3)物體m1通過傳送帶過程中,有動能定理得

物體m1對傳動帶的滑動摩擦力大小與電動機對傳送帶的牽引力大小相等,即

所以消耗的電能等于牽引力的功

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明同學(xué)在“研究物體做勻變速直線運動規(guī)律”的實驗中,利用打點計時器(電源頻率為50Hz)記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,并取其中的A、BC、D、E、F、G七個計數(shù)點進行研究(每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出)。其中,,________cm(從圖中讀。,。則打點計時器在打D點時小車的速度________m/s,小車的加速度________m/s2。(計算結(jié)果均保留到小數(shù)點后兩位)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平面內(nèi)的等邊三角形ABC的邊長為L,頂點C恰好位于光滑絕緣直軌道CD的最低點,光滑直導(dǎo)軌的上端點D到A、B兩點的距離均為L,D在AB邊上的豎直投影點為O。一對電荷量均為-Q的點電荷分別固定于A、B兩點。在D處將質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球套在軌道上(忽略它對原電場的影響),將小球由靜止開始釋放,已知靜電力常量為k、重力加速度為g,且,忽略空氣阻力,則

A. 軌道上D點的場強大小為

B. 小球剛到達C點時,其加速度為零

C. 小球剛到達C點時,其動能為

D. 小球沿直軌道CD下滑過程中,其電勢能先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為演示過山車原理的實驗裝置,該裝置由兩段傾斜直軌道與一圓軌道拼接組成,在圓軌道最低點處的兩側(cè)稍錯開一段距離,并分別與左右兩側(cè)的直軌道平滑相連。

某研學(xué)小組將這套裝置固定在水平桌面上,然后在圓軌道最高點A的內(nèi)側(cè)安裝一個薄片式壓力傳感器(它不影響小球運動,在圖中未畫出)。將一個小球從左側(cè)直軌道上的某處由靜止釋放,并測得釋放處距離圓軌道最低點的豎直高度為h,記錄小球通過最高點時對軌道(壓力傳感器)的壓力大小為F。此后不斷改變小球在左側(cè)直軌道上釋放位置,重復(fù)實驗,經(jīng)多次測量,得到了多組hF,把這些數(shù)據(jù)標(biāo)在F-h圖中,并用一條直線擬合,結(jié)果如圖所示。

為了方便研究,研學(xué)小組把小球簡化為質(zhì)點,并忽略空氣及軌道對小球運動的阻力,取重力加速度g=10m/s2。請根據(jù)該研學(xué)小組的簡化模型和如圖所示的F-h

1)當(dāng)釋放高度h=0.20m時,小球到達圓軌道最低點時的速度大小v;

2)圓軌道的半徑R和小球的質(zhì)量m;

3)若兩段傾斜直軌道都足夠長,為使小球在運動過程中始終不脫離圓軌道,釋放高度h應(yīng)滿足什么條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,可看作質(zhì)點的物體從固定光滑斜面的頂端a以某初速度水平拋出,落在斜面底端b,運動時間為t,重力的沖量大小為I1,合外力做功為W1,若物體從a點由靜止釋放,沿斜面下滑,物體經(jīng)過時間2t到達b,重力的沖量大小為I2,合外力做功為W2,不計空氣阻力。下列判斷正確的是( 。

A.

B.

C.斜面與水平面的夾角為

D.物體水平拋出到達b點時速度方向與水平方向夾角為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長度為l的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球A(可視為質(zhì)點),桿的下端用鉸鏈固接于水平面上的O點。置于同一水平面上的立方體B恰與A接觸,立方體B的質(zhì)量為m2。施加微小擾動,使桿向右傾倒,各處摩擦均不計,而小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間,桿與地面夾角恰為,重力加速度為g,則下列說法正確的是(

A.小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間A與立方體B的速率之比為1:2

B.小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間,立方體B的速率為

C.小球A落地時速率為

D.小球A、立方體B質(zhì)量之比為1:4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體,從狀態(tài)A變到狀態(tài)D,其狀態(tài)變化過程的體積V隨溫度T變化的規(guī)律如圖所示,已知狀態(tài)A時氣體的體積為V0,溫度為T0,則氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中,下列判斷正確的是(

A. 氣體從外界吸收熱量,內(nèi)能增加

B. 氣體體積增大,單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)增大

C. 若狀態(tài)D時氣體的體積為2V0,則狀態(tài)D的溫度為2T0

D. 若氣體對外做功為5J,增加的內(nèi)能為9J,則氣體放出的熱量為14J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】高空雜技表演中,固定在同一懸點的兩根長均為L的輕繩分別系著男、女演員,他們在同一豎直面內(nèi)先后從不同高度相向無初速擺下,在最低點相擁后,恰能一起擺到男演員的出發(fā)點。已知男、女演員質(zhì)量分別為Mm,女演員的出發(fā)點與最低點的高度差為,重力加速度為g,不計空氣阻力,男、女演員均視為質(zhì)點

1)求女演員剛擺到最低點時對繩的拉力大;

2)若兩人接著從男演員的出發(fā)點一起無初速擺下,到達最低點時男演員推開女演員,為了使女演員恰能回到其最初出發(fā)點,男演員應(yīng)對女演員做多少功?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,邊界OMON之間分布有垂直紙面向里的勻強磁場,邊界ON上有一粒子源S.某一時刻,從離子源S沿平行于紙面,向各個方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計粒子的重力及粒子間的相互作用),所有粒子的初速度大小相等,經(jīng)過一段時間有大量粒子從邊界OM射出磁場。已知∠MON30°,從邊界OM射出的粒子在磁場中運動的最長時間等于TT為粒子在磁場中運動的周期),則從邊界OM射出的粒子在磁場中運動的最短時間為(  )

A. TB. TC. TD. T

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