【題目】如圖所示,一半徑為R,內(nèi)表面粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的小球自P點正上方高度R處由靜止開始下落,恰好從P點進入軌道。小球滑到軌道最低點N時,對軌道的壓力為4mg,重力加速度的大小為g,小球可視為質(zhì)點,不計空氣阻力。
(1)求小球運動到N點時的速度大小;
(2)求小球從P點運動到N點的過程中摩擦力所做的功;
(3)試通過計算分析說明小球能否到達Q點?若不能,請說明理由;若能,請說明小球到達Q點時的速度是否為0。
【答案】(1)(2)(3)小球一定能達到Q點,且在到達Q點時的速度沒有減小到0
【解析】試題分析:根據(jù)小球在N點時的受力情況在豎直方向上應(yīng)用牛頓第二定律得到小球在 N點的速度;對小球從靜止開始運動到N點的過程應(yīng)用動能定理求得摩擦力做的功,即小球從P點運動到N點的過程中摩擦力所做的功;分析小球在右半側(cè)的摩擦力與左半側(cè)摩擦力的情況,然后得到兩邊摩擦力做功的大小關(guān)系,再對從靜止到Q點應(yīng)用動能定理即可.
(1)小球運動到N點時,在豎直方向上只受重力和軌道對球的支持力作用;
小球滑到軌道最低點N時,對軌道的壓力為4mg,由牛頓第三定律可知:軌道對球的支持力為4mg;
故在豎直方向上應(yīng)用牛頓第二定律可得: ,所以, ;
(2)小球從靜止運動到N點的過程中只有重力、摩擦力做功,而摩擦力只存在于從P點運動到N點的過程中,由動能定理可得:小球從P點運動到N點的過程中摩擦力所做的功;
(3)根據(jù)左右對稱關(guān)系,在同一高度,由于摩擦力做功使得右半邊的速度變小,軌道的彈力變小,滑動摩擦力變小,因此從N到Q克服摩擦做的功W′小于從P到N克服摩擦做的功W,即。
根據(jù)動能定理得Q點的動能為,由于。
所以小球一定能達到Q點,且在到達Q點時的速度沒有減小到0。
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【題目】如圖,木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧,彈簧上方有一物塊:木箱靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上.若在某一段時間內(nèi),物塊對箱頂剛好無壓力,則在此段時間內(nèi),木箱的運動狀態(tài)可能為( )
A.加速下降
B.加速上升
C.減速上升
D.減速下降
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【題目】某乘客乘坐D6505次動車從三明北站到福州站。下列說法正確的是
A.該動車13:06從三明北站開出,指的是時間
B.三明北站到福州站歷時1. 25h,指的是時刻
C.三明北站到福州站全程約為230km,指的是位移
D.三明北站到福州站全程約為230km,指的是路程
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【題目】如圖所示,靜止的木板B的質(zhì)量M=2kg,與右墻距離為S.物體A(可視為質(zhì)點)質(zhì)量m=1g,以初速度v0=6m/s從左端水平滑上B.己知A與B間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,在B第一次撞墻前,A已經(jīng)與B相對靜止.地面光滑,B與兩面墻的碰撞都是彈性的.求:
①S的最小值;
②若A始終未滑離B,A相對于B滑行的總路程是多少?
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【題目】一帶電粒子沿著右圖中曲線JK穿過一勻強電場,a、b、c、d為該電場的等勢面,其中φa<φb<φc<φd,若不計粒子受的重力,可以確定( )
A. 該粒子帶正電
B. 從J到K粒子的電勢能減少
C. 粒子從J到K運動過程中的動能減小。
D. 粒子從J到K運動過程中作變加速運動。
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【題目】如圖所示,A、B為兩個等量的正點電荷,在其連線中垂線上的P點放一個負點電荷q(不計重力)由靜止釋放后,下列說法中正確的是( )
A. 點電荷在從P點到O運動的過程中,加速度越來越大,速度越來越大
B. 點電荷在從P點到O點運動的過程中,加速度越來越小,速度越來越大
C. 點電荷運動到O點時加速度為零,速度達最大值
D. 點電荷將在O點兩側(cè)往復(fù)運動。
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【題目】下列說法正確的是
A.在高速公路上高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運場的集裝箱貨車的慣性大
B.牛頓第一定律是根據(jù)理論推導(dǎo)出來的
C.在粗糙水平面上滾動的小球最后會停下來是因為小球具有慣性
D.質(zhì)量大的物體慣性一定大
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【題目】關(guān)于自由落體運動,下列說法中正確的是( )
A.它是v0=0,a=g、豎直向下的勻加速直線運動
B.在開始連續(xù)的三個1s內(nèi)通過的位移之比是1:4:9
C.在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1:2:3
D.若g=10m/s2 , 則物體在下落第3s內(nèi)的平均速度為15m/s
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【題目】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系中,采用如圖所示的實驗裝置,小車及車中的砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶有打點計時器打上的點計算出.
(1)當M與m的質(zhì)量滿足 時,才可以認為繩對小車的拉力近似等于盤中砝碼的重力.
(2)一組同學在做加速度與質(zhì)量關(guān)系的實驗時,保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度,采用圖像法處理數(shù)據(jù).為了比較容易確定加速度與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該做與 的圖像.
(3)如圖(a)為甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖像,說明實驗存在的問題是
(4)乙、丙同學用同一裝置做實驗,畫出了各自得到的如圖(b)所示,兩個同學做實驗時哪一個物理量取值不同?
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