【題目】豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑連接,小物塊B靜止于水平軌道的最左端,如圖(a)所示。t=0時(shí)刻,小物塊A在傾斜軌道上從靜止開(kāi)始下滑,一段時(shí)間后與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短);當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí),速度減為0,此時(shí)對(duì)其施加一外力,使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊A運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖(b)所示,圖中的v1t1均為未知量。已知A的質(zhì)量為m,初始時(shí)AB的高度差為H,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。

1)求物塊B的質(zhì)量;

2)在圖(b)所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求物塊A克服摩擦力所做的功;

3)已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等,在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后,改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),然后將AP點(diǎn)釋放,一段時(shí)間后A剛好能與B再次碰上。求改變前面動(dòng)摩擦因數(shù)的比值。

【答案】13m 2 3

【解析】

1)物塊A和物塊B發(fā)生碰撞后一瞬間的速度分別為、,彈性碰撞瞬間,動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒,即:

聯(lián)立方程解得:;

根據(jù)v-t圖象可知,

解得:

2)設(shè)斜面的傾角為,根據(jù)牛頓第二定律得

當(dāng)物塊A沿斜面下滑時(shí):,由v-t圖象知:

當(dāng)物體A沿斜面上滑時(shí):,由v-t圖象知:

解得:;

又因下滑位移

則碰后A反彈,沿斜面上滑的最大位移為:

其中P點(diǎn)離水平面得高度,即

解得

故在圖(b)描述的整個(gè)過(guò)程中,物塊A克服摩擦力做的總功為:

3)設(shè)物塊B在水平面上最遠(yuǎn)的滑行距離為,設(shè)原來(lái)的摩擦因?yàn)闉?/span>

則以AB組成的系統(tǒng),根據(jù)能量守恒定律有:

設(shè)改變后的摩擦因數(shù)為,然后將AP點(diǎn)釋放,A恰好能與B再次碰上,即A恰好滑到物塊B位置時(shí),速度減為零,以A為研究對(duì)象,根據(jù)能量守恒定律得:

又據(jù)(2)的結(jié)論可知:,得:

聯(lián)立解得,改變前與改變后的摩擦因素之比為:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,區(qū)域1、3為兩勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域1的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,區(qū)域3的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,兩區(qū)域中間有寬s的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,有一邊長(zhǎng)為、電阻為R的正方形金屬框置于區(qū)域1邊與磁場(chǎng)邊界平行,現(xiàn)拉著金屬框以速度v向右勻速移動(dòng).

1)分別求出當(dāng)邊剛進(jìn)入中央無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域2,和剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域3時(shí),通過(guò)邊的電流大小和方向.

2)把金屬框從區(qū)域1完全拉進(jìn)區(qū)域3過(guò)程中拉力所做的功.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑斜面軌道、粗糙水平軌道與半徑的光滑圓軌道(所有軌道均為絕緣軌道)分別相切于B、C兩點(diǎn), D點(diǎn)為圓軌道最高點(diǎn),此空間區(qū)域存在有場(chǎng)強(qiáng)大小為、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),水平軌道末端F離水平地面高h=0.4m,F右側(cè)的水平地面上方空間存在有場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量、電荷量的小鋼球(可視為質(zhì)點(diǎn))由光滑斜面軌道上的A點(diǎn)靜止釋放。從B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道,C點(diǎn)離開(kāi)圓軌道進(jìn)入水平軌道,不計(jì)圓軌道在B、C間交錯(cuò)的影響。已知斜面軌道的傾角為θ=45°,小鋼球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。求:

1)為保證小鋼球能夠在光滑圓環(huán)內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng),A、B兩點(diǎn)間的豎直高度差至少為多少;

2)若A、B兩點(diǎn)間的豎直高度差為 m,小鋼球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道產(chǎn)生的壓力大小;

3)若把軌道所在區(qū)域的電場(chǎng)方向改為豎直向下,大小不變,且A點(diǎn)離水平軌道的高度為3.0m,水平軌道CF的長(zhǎng)度為d= 1.0 m,小鋼球通過(guò)軌道后落到水平地面的G點(diǎn),求FG兩點(diǎn)間的水平距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】雨打芭蕉是我國(guó)古代文學(xué)中重要的抒情意象。為估算雨天院中芭蕉葉面上單位面積所承受的力,小玲同學(xué)將一圓柱形水杯置于院中,測(cè)得10分鐘內(nèi)杯中雨水上升了15mm,查詢(xún)得知,當(dāng)時(shí)雨滴落地速度約為10ms,設(shè)雨滴撞擊芭蕉后無(wú)反彈,不計(jì)雨滴重力,雨水的密度為1×103kgm3,據(jù)此估算芭蕉葉面單位面積上的平均受力約為

A. 0.25NB. 0.5NC. 1.5ND. 2.5N

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,放在光滑水平桌面上的A、B木塊之間夾一被壓縮的彈簧,F(xiàn)釋放彈簧,A、B木塊被彈開(kāi)后,各自在桌面上滑行一段距離飛離桌面。A落地點(diǎn)距桌邊水平距離為0.5m,B落地點(diǎn)距桌邊水平距離為1m,則

A. A、B離開(kāi)彈簧時(shí)的速度比為1:2

B. A、B離開(kāi)彈簧時(shí)的速度比為1:1

C. A、B質(zhì)量之比為1:2

D. A、B質(zhì)量之比為2:1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量均為m的兩塊完全相同的木塊A、B放在一段粗糙程度相同的水平地面上,木塊A、B間夾有一小塊炸藥(炸藥的質(zhì)量可以忽略不計(jì))。讓A、B以初速度v0一起從O點(diǎn)滑出,滑行一段距離x后到達(dá)P點(diǎn),速度變?yōu)?/span>v0/2,此時(shí)炸藥爆炸使木塊A、B脫離,發(fā)現(xiàn)木塊A繼續(xù)沿水平方向前進(jìn)3x后停下。已知炸藥爆炸時(shí)釋放的化學(xué)能有50%轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能,爆炸時(shí)間很短可以忽略不計(jì),已知重力加速度為g,求:

(l)木塊與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)炸藥爆炸時(shí)釋放的化學(xué)能Eo。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,電路中R1、R2均為可變電阻,電源內(nèi)阻不能忽略,平行板電容器C的極板水平放置。閉合開(kāi)關(guān)S,電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)。如果僅改變下列某一個(gè)條件,下列說(shuō)法正確的是

A.增大R1的阻值,油滴向上運(yùn)動(dòng)B.增大R2的阻值,油滴向上運(yùn)動(dòng)

C.增大兩板間的距離,油滴靜止D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,油滴向下運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量1kg的物塊從傾角α=的斜面頂端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿斜面勻加速下滑,到達(dá)B點(diǎn)的速度為2m/s,已知AB長(zhǎng)2m (sin=0.6,cos=0.8,g=10m/s2)。求:

1)物塊下滑過(guò)程中加速度的大;

2)物塊下滑過(guò)程中受到的阻力大;

3)物塊下滑過(guò)程中損失的機(jī)械能;

4)若要使物塊沿斜面下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒,可加一恒力F,求F的大小和方向。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,圖甲為質(zhì)點(diǎn)ab做直線運(yùn)動(dòng)的位移一時(shí)間圖象,圖乙為質(zhì)點(diǎn)cd做直線運(yùn)的速度一時(shí)間圖象,由圖可知( )

A. t1時(shí)刻a、b兩質(zhì)點(diǎn)第一次相遇,則t2時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)第二次相遇

B. t1時(shí)刻cd兩質(zhì)點(diǎn)第一次相遇,則t2時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)第二次相遇

C. t1t2時(shí)間內(nèi),bd兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生了改變

D. t1t2時(shí)間內(nèi),ad兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速率先減小后增大

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