【題目】如圖,在水平軌道右側(cè)固定半徑為R的豎直圓槽形光滑軌道,水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料,調(diào)節(jié)其初始長度為l , 水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定,彈簧處于自然伸長狀態(tài)?梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的小物塊從軌道右側(cè)A點(diǎn)以初速度v0沖上軌道,通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧,并被彈簧以原速率彈回。已知R=0.4 m,l=2.5 m,v0=6 m/s,物塊質(zhì)量m=1kg,與PQ段間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,軌道其它部分摩擦不計。取g=10 m/s2。求:
(1)物塊經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)B時對軌道的壓力;
(2)物塊從Q運(yùn)動到P的時間及彈簧獲得的最大彈性勢能;
(3)物塊仍以v0從右側(cè)沖上軌道,調(diào)節(jié)PQ段的長度l , 當(dāng)l長度是多少時,物塊恰能不脫離軌道返回A點(diǎn)繼續(xù)向右運(yùn)動。
【答案】
(1)
物塊沖上圓形軌道最高點(diǎn)B時速度為v0=6m/s,
由機(jī)械能守恒得:
物塊到B點(diǎn),由牛頓運(yùn)動定律得: 代入數(shù)據(jù)解得N=40N
由牛頓第三定律,物塊對軌道壓力大小為40N,方向?yàn)樨Q直向上
(2)
物塊在Q點(diǎn)時速度為v0=6 m/s,在PQ運(yùn)動時,由牛頓運(yùn)動定律有:
由運(yùn)動規(guī)律
代入數(shù)據(jù)解得在PQ段運(yùn)動時間 t= s
設(shè)物塊在P點(diǎn)時速度為v1,有
由能量守恒,物塊壓縮彈簧,動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能,有
代入數(shù)據(jù)解得Epm = 8J
(3)
物塊以v0沖上軌道直到回到PQ段右側(cè)Q點(diǎn)時速度為v2,有
要使物塊恰能不脫離軌道返回A點(diǎn),則物塊能沿軌道上滑至最高點(diǎn)且在最高點(diǎn)的速度大小為v3,則滿足 且
代入數(shù)據(jù)解得l=1 m.
【解析】(1)物塊沖上圓形軌道最高點(diǎn)B時速度為v0=6m/s,
由機(jī)械能守恒得:
物塊到B點(diǎn),由牛頓運(yùn)動定律得: 代入數(shù)據(jù)解得N=40N
由牛頓第三定律,物塊對軌道壓力大小為40N,方向?yàn)樨Q直向上 (2)物塊在Q點(diǎn)時速度為v0=6 m/s,在PQ運(yùn)動時,由牛頓運(yùn)動定律有:
由運(yùn)動規(guī)律
代入數(shù)據(jù)解得在PQ段運(yùn)動時間 t= s
設(shè)物塊在P點(diǎn)時速度為v1 , 有
由能量守恒,物塊壓縮彈簧,動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能,有
代入數(shù)據(jù)解得Epm = 8J (3)物塊以v0沖上軌道直到回到PQ段右側(cè)Q點(diǎn)時速度為v2 , 有
要使物塊恰能不脫離軌道返回A點(diǎn),則物塊能沿軌道上滑至最高點(diǎn)且在最高點(diǎn)的速度大小為v3 , 則滿足且
代入數(shù)據(jù)解得l=1 m.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,初始時A、B兩木塊在水平方向的外力作用下擠壓在豎直墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài),A與B、B與墻面之間的動摩擦因數(shù)都為=0.1,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.兩木塊質(zhì)量相等,都為1kg,當(dāng)外力F變?yōu)橄铝胁煌禃r,關(guān)于A、B之間的摩擦力f1,B與墻壁之間的摩擦力f2的大小,下列說法中正確的是(g=10m/s2)( )
A. 當(dāng)F=0時,f1=f2=0
B. 當(dāng)F=50N時,f1=0,f2=5N
C. 當(dāng)F=100N時,f1=5N,f2=10N
D. 當(dāng)F=300N時,f1=10N,f2=20N
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長桿上,兩根長度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上,另一端系在質(zhì)量為M的木塊上,兩個小環(huán)之間的距離也為l,小環(huán)保持靜止.(認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力).試求:
(1)每根繩的拉力多大;
(2)水平桿對每個小環(huán)的支持力;
(3)小環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ至少為多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體A放在粗糙水平面上,用輕繩拴住質(zhì)量為m的小球B置于斜面上,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),已知斜面傾角及輕繩與豎直方向夾角均為θ=30°。不計小球與斜面間的摩擦,則
A. 輕繩對小球的作用力大小為mg
B. 斜面對小球的作用力大小為mg
C. 斜面體對水平面的壓力大小為(M+m)g
D. 斜面體與水平面間的摩擦力大小為mg
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【題目】一帶電粒子從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),軌跡如圖中虛線所示.不計粒子所受重力,則( )
A. 粒子帶正電
B. 粒子加速度逐漸減小
C. A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度
D. 粒子的初速度不為零
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用兩個相同的小量程電流表,分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表 A1、A2,若把A1、A2分別采用并聯(lián)或串聯(lián)的方式接入電路,如圖所示,則閉合電鍵后,下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn)角度的說法正確的是( )
A. 圖甲中的A1、A2的示數(shù)相同
B. 圖甲中的A1、A2的指針偏角相同
C. 圖乙中的A1、A2的示數(shù)和偏角都不同
D. 圖乙中的 A1、A2的指針偏角相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩足夠長且不計其電阻的光滑金屬軌道,如圖所示放置,間距為d=1 m,在左端斜軌道部分高h=1.25 m處放置一金屬桿a,斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接,在平直軌道右端放置另一金屬桿b,桿a、b電阻Ra=2 Ω、Rb=5 Ω,在平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度B=2 T.現(xiàn)桿b以初速度v0=5 m/s開始向左滑動,同時由靜止釋放桿a,桿a由靜止滑到水平軌道的過程中,通過桿b的平均電流為0.3 A;從a下滑到水平軌道時開始計時, a、b桿運(yùn)動速度-時間圖象如圖所示(以a運(yùn)動方向?yàn)檎?/span>),其中ma=2 kg,mb=1 kg,g取10 m/s2,求:
(1)桿a在斜軌道上運(yùn)動的時間;
(2)桿a在水平軌道上運(yùn)動過程中通過其截面的電荷量;
(3)在整個運(yùn)動過程中桿b產(chǎn)生的焦耳熱.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在勻強(qiáng)電場中,將帶電荷量的電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn),克服電場力做了的功,再從B點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做了的功。求:
(1)A、B兩點(diǎn)間的電勢差和B、C兩點(diǎn)間的電勢差;
(2)如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢為零,則A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢分別為多少?
(3)作出過B點(diǎn)的一條電場線。(只保留作圖的痕跡,不寫做法)
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【題目】如圖所示,某賽車手在一次野外訓(xùn)練中,先用地圖計算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9km,實(shí)際從A運(yùn)動到B用時5min,賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15km,當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時,車內(nèi)速度計指示的示數(shù)為150km/h,那么可以確定的是( )
A. 整個過程中賽車的平均速度為180km/s
B. 整個過程中賽車的平均速度為108km/s
C. 賽車經(jīng)過路標(biāo)C時的瞬時速度大小為150km/s
D. 賽車經(jīng)過路標(biāo)C時瞬時速度方向?yàn)橛葾指向B
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