【題目】如圖所示,一條帶有圓軌道的長軌道水平固定,圓軌道豎直底端分別與兩側(cè)的直軌道相切,半徑R=0.5m。物塊A以某一速度滑入圓軌道,滑過最高點Q,再沿圓軌道滑出后,與直軌道上P處靜止的物塊B發(fā)生彈性碰撞,P點左側(cè)軌道光滑,右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段長度都為L=0.1m,物塊與各粗糙段間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.5A、B的質(zhì)量均為m=1kg(重力加速度g10m/s2;A、B視為質(zhì)點,碰撞時間極短,有陰影的地方代表粗糙段),碰后B最終停止在第100個粗糙段的末端。求:

(1)A剛滑入圓軌道時的速度大小v0

(2)A滑過Q點時受到的彈力大小F;

(3)碰后B滑至第n(n<100)光滑段上的速度vnn的關(guān)系式。

【答案】(1)10m/s;(2)150N;(3)vn=m/s,(k100)

【解析】

(1)先求出滑塊每經(jīng)過一段粗糙段損失的機械能E,進而求得損失的總能量,根據(jù)動量守恒和和能量守恒可得A剛滑入圓軌道時的速度大小v0。(2)在最高點Q由機械能守恒求得速度,由牛頓第二定律可得彈力F。(3)算出B滑到第n個光滑段前已經(jīng)損失的能量,由能量守恒得速度vnk的關(guān)系式。

(1)滑塊每經(jīng)過一段粗糙段損失的機械能E=mgL,解得E=0.5J

設(shè)碰后B的速度為vB,由能量關(guān)系有:mvB2=100E

設(shè)碰后A的速度為vAA、B碰撞為彈性碰撞,根據(jù)動量守恒和和能量守恒有:

mv0=mvA+mvB

mv02=mvA2+mvB2

解得A剛滑入圓軌道時的速度大小v0=10m/s

(2)從A剛滑入軌道到最高點Q,由機械能守恒有:

mv02=mg2R+mv2

在Q點根據(jù)牛頓第二定律得:F+mg=m

解得A滑過Q點時受到的彈力大小F=150N

(3)B滑到第n個光滑段前已經(jīng)損失的能量E=kE

由能量守恒有mvB2-mvn=kE

解得碰后B滑至第n(n<100)光滑段上的速度vnk的關(guān)系式:vn=m/s,(k100)

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A質(zhì)量為10kg,物體B質(zhì)量為2kg,A與水平桌面間的最大靜摩擦力是30N,(g=10m/s2)求:

(1)整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),這時A受到的靜摩擦力是多大?

(2)如果逐漸加大B的重力,而仍保持系統(tǒng)靜止,則B物體重力的最大值是多少?

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【題目】(1) 某同學(xué)用如圖所示的裝置做驗證機械能守恒定律的實驗,已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器,還必須選取的器材有________(填字母)

A. 砝碼 B. 重錘 C. 秒表 D. 刻度尺

(2) 實驗中打點計時器接周期為T的交流電源,該同學(xué)得到的一條理想紙帶如圖所示,O點對應(yīng)重物做自由落體運動的初始位置,從合適位置開始選取的三個連續(xù)點AB、CO點的距離如圖所示,已知重物的質(zhì)量為m,重力加速度為g.則從打下O點到B點的過程中,重物減少的重力勢能為___________,重物增加的動能為_____________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個人站立在商店的自動扶梯的水平踏板上,隨扶梯向上加速,如圖所示。則

A. 人只受重力和踏板的支持力的作用

B. 人對踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小

C. 踏板對人做的功等于人的機械能增加量

D. 人所受合力做的功等于人的動能的增加量

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【題目】如圖所示,水平軌道PAB與四分之一圓弧軌道BC相切于B點,其中,PA段光滑,AB段粗糙,動摩擦因數(shù)μ=0.1,AB段長度L=2m,BC段光滑,半徑R=lm.輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)k=200N/m,左端固定于P點,右端處于自由狀態(tài)時位于A點,F(xiàn)用力推質(zhì)量m=2kg的小滑塊,使其緩慢壓縮彈簧,當(dāng)推力做功W=25J時撤去推力。已知彈簧彈性勢能表達式Ek=,其中,k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,重力加速度取g=10m/s2。

1)求推力撤去瞬間,滑塊的加速度a;

2)求滑塊第一次到達圓弧軌道最低點B時的速度;

3)判斷滑塊能否越過C點,如果能,求出滑塊到達C點的速度vc如果不能,求出滑塊能達到的最大高度h。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一位同學(xué)玩飛鏢游戲。圓盤最上端有一P點,飛鏢拋出時與P等高,且距離P點為L。當(dāng)飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準(zhǔn)P點拋出的同時,圓盤以經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動。忽略空氣阻力,重力加速度為g,若飛鏢恰好擊中P點,則( )

A. 飛鏢擊中P點所需的時間為

B. 圓盤的半徑可能為

C. 圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為

D. P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度可能為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在一靜止點電荷的電場中,任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示.電場中四個點a、b、cd的電場強度大小分別Ea、Eb、EcEd,點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(biāo)(ra,φa)標(biāo)出,其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、WbcWcd.下列選項正確的是(  )

A. Ea:Eb=4:1 B. Ec:Ed=2:1 C. Wab:Wbc=3:1 D. Wbc:Wcd=1:3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中,容器內(nèi)的電場線分布如圖所示.容器內(nèi)表面為等勢面,A、B為容器內(nèi)表面上的兩點,下列說法正確的是(  )

A. A點的電場強度比B點的大

B. 小球表面的電勢比容器內(nèi)表面的低

C. B點的電場強度方向與該處內(nèi)表面垂直

D. 將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點,電場力所做的功不同

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【題目】圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2=5∶1,電阻R=20Ω,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關(guān).原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S11、S2閉合,此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是(  )

A. 輸入電壓u的表達式u=20sin 50π V

B. 只斷開S2,L1、L2均正常發(fā)光

C. 只斷開S2,原線圈的輸入功率增大

D. S1換接到2,R消耗的電功率為0.8 W

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