(8分) 如圖所示,長度為L的細(xì)繩上端固定在天花板上O點,下端拴著質(zhì)量為m的小球。當(dāng)把細(xì)繩拉直時,細(xì)繩與豎直線的夾角為θ=60°,此時小球靜止于光滑的水平面上。
(1)當(dāng)球以角速度做圓錐擺運(yùn)動時,水平面受到的壓力N是多大?
(2)當(dāng)球以角速度做圓錐擺運(yùn)動時,細(xì)繩的張力T為多大?
(1) (2)
解析試題分析:設(shè)小球做圓錐擺運(yùn)動的角速度為時,小球?qū)饣矫娴膲毫η『脼榱,此時球受重力mg和繩的拉力T0,應(yīng)用正交分解法則列出方程:
①
②
由以上二式解得: ③
(1)∵,所以小球受重力mg,繩的拉力T和水平面的支持力N,應(yīng)用正交分解法列方程: ④
⑤
解得:,
(2)∵,小球離開水平面做圓錐擺運(yùn)動,設(shè)細(xì)繩與豎直線的夾角為,由于球已離開水平面,所以球?qū)λ矫娴膲毫?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/68/b/e9rvj.png" style="vertical-align:middle;" />。小球受重力mg和細(xì)繩的拉力,應(yīng)用正交分解法列方程:
⑥
⑦
解得:,,
考點:牛頓第二定律;向心力.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
我國“嫦娥一號”月球探測器在繞月球成功運(yùn)行之后,為進(jìn)一步探測月球的詳細(xì)情況,又發(fā)射了一顆繞月球表面飛行的科學(xué)試驗衛(wèi)星,假設(shè)該衛(wèi)星繞月球的運(yùn)動視為圓周運(yùn)動,并已知月球半徑為R,月球表面重力加速度為g,萬有引力常量為G,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響.
(1)求該衛(wèi)星環(huán)繞月球運(yùn)行的第一宇宙速度v1;
(2)若該衛(wèi)星在沒有到達(dá)月球表面之前先要在距月球某一高度繞月球做圓周運(yùn)動進(jìn)行調(diào)姿,且該衛(wèi)星此時運(yùn)行周期為T,求該衛(wèi)星此時的運(yùn)行半徑r;
(3)由題目所給條件,請?zhí)岢鲆环N估算月球平均密度的方法,并推導(dǎo)出密度表達(dá)式.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(9分)如圖所示,在同一豎直平面內(nèi)兩正對著的相同半圓光滑軌道,相隔一定的距離,虛線沿豎直方向,一小球能在其間運(yùn)動。今在最低點與最高點各放一個壓力傳感器,測試小球?qū)壍赖膲毫Γ⑼ㄟ^計算機(jī)顯示出。當(dāng)軌道距離變化時,測得兩點壓力差與距離x的圖像如圖所示。(不計空氣阻力,g取10 m/s2)求:
(1)小球的質(zhì)量;
(2)光滑圓軌道的半徑;
(3)若小球在最低點B的速度為20 m/s,為使小球能沿光滑軌道運(yùn)動,x的最大值。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分)如圖所示,在動摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推動質(zhì)量為m=1kg的物體從A點由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動,物體到達(dá)B點時撤去F,接著又沖上光滑斜面(設(shè)經(jīng)過B點前后速度大小不變),最高能到達(dá)C點。用速度傳感器測量物體的瞬時速度,并在表格中記錄了部分測量數(shù)據(jù)。求:(g取10m/s2)
t/s | 0.0 | 0.2 | 0.4 | … | 2.2 | 2.4 | 2.6 | … |
v/m?s-1 | 0.0 | 0.4 | 0.8 | … | 3.0 | 2.0 | 1.0 | … |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)空間中取坐標(biāo)系Oxy,在第一象限內(nèi)平行于y軸的虛線MN與y軸距離為d,從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E,如圖所示。初速可忽略的電子經(jīng)過一個電場直線加速后,從y軸上的A點以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域,A點坐標(biāo)為(0,h)。已知電子帶電量大小,質(zhì)量,忽略電子重力的作用。則
(1)若電子從B飛離MN,飛離時速度大小,且與初速度夾角,求AB間電勢差;
(2)若加速電場的電勢差可變,調(diào)節(jié)電勢差,使電子經(jīng)過x軸時的坐標(biāo)為(2d,0),求加速電場的電勢差U0 .
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)一輕質(zhì)細(xì)繩一端系一質(zhì)量為kg的小球A,另一端掛在光滑水平軸O 上,O到小球的距離為L=0.1m,小球跟水平面接觸,但無相互作用,在球的兩側(cè)等距離處分別固定一個光滑的斜面和一個擋板,如圖所示,水平距離s=2m,動摩擦因數(shù)μ=0.25.現(xiàn)有一小滑塊B,質(zhì)量也為,從斜面上滑下,每次與小球碰撞時相互交換速度,且與擋板碰撞不損失機(jī)械能.若不計空氣阻力,并將滑塊和小球都視為質(zhì)點,g取10m/s2,(斜面底端與水平面光滑連接,即滑塊通過連接點時無機(jī)械能損失)。試問:
(1)若滑塊B從h=5m處滑下,要保證運(yùn)動過程中繩子不會斷,繩子的最大承受拉力至少應(yīng)為多大。
(2)若滑塊B從斜面某一高度處滑下與小球第一次碰撞后,使小球恰好在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,求此高度。
(3)若滑塊B從H="4.9m" 處下滑與小球碰撞后,小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,求小球做完整圓周運(yùn)動的次數(shù)n.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示一輛箱式貨車的后視圖。該箱式貨車在水平路面上做彎道訓(xùn)練。圓弧形彎道的半徑為R=8m,車輪與路面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.8,滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。貨車頂部用細(xì)線懸掛一個小球P,在懸點O處裝有拉力傳感器。車沿平直路面做勻速運(yùn)動時,傳感器的示數(shù)為F0=4N。取g=10m/s2。⑴該貨車在此圓弧形彎道上做勻速圓周運(yùn)動時,為了防止側(cè)滑,車的最大速度vm是多大?⑵該貨車某次在此彎道上做勻速圓周運(yùn)動,穩(wěn)定后傳感器的示數(shù)為F=5N,此時細(xì)線與豎直方向的夾角θ是多大?此時貨車的速度v是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,質(zhì)量M = 1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4,取g=10m/s2,試求:
(1)若木板長L=1m,在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N,經(jīng)過多長時間鐵塊運(yùn)動到木板的右端?
(2)若在木板(足夠長)的左端施加一個大小從零開始連續(xù)增加的水平向左的拉力F,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,在圖中畫出鐵塊受到的摩擦力f隨F變化的圖像。(本小題不要求寫出計算過程)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖,在傾角θ=30°的長斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊從靜止開始沿斜面下滑,滑塊的質(zhì)量為m=2kg,它與斜面的動摩擦因數(shù)為μ,帆受到的空氣阻力與滑塊下滑的速度成正比,即f=kv.若從靜止開始下滑的速度圖像如圖中的曲線所示,圖中的直線是t=0時速度圖像的切線,g=10m/s2.
(1)根據(jù)圖像求滑塊下滑的最大加速度和最大速度
(2)寫出滑塊下滑的加速度的表達(dá)式。
(3)求μ和k的值
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