【題目】如圖是翻滾過山車的模型,光滑的豎直圓軌道半徑R=2m,入口的平直軌道AC和出口的平直軌道CD均是粗糙的,質(zhì)量m=2kg的小車(可視為質(zhì)點(diǎn))與水平軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.5,加速階段AB的長度l=3m,小車從A點(diǎn)由靜止開始受到水平拉力F=60N的作用,在B點(diǎn)撤去拉力,(取g=10m/s2)不計(jì)空氣阻力。試問:

(1)小車恰好能通過圓軌道的最高點(diǎn),則小車能沿著出口的平直軌道CD滑行多遠(yuǎn)的距離?

(2)要使小車在圓軌道上運(yùn)動(dòng)過程中不脫離軌道,平直軌道BC段的長度范圍?

【答案】(1)10m (2)SBC 5m SBC 11m

【解析】

(1)要使小球通過最高點(diǎn),則有:mg=m
解得:;
對(duì)CD過程由機(jī)械能守恒定律可得:mg2R=mvC2-mv2

解得:vc=10m/s;

對(duì)小球從C點(diǎn)到最后停止過程由動(dòng)能定理可得:-μmgx=0-mvc2
解得:;
(2)要使小車不脫離軌道,有兩種可能;
一、小球能通過最高點(diǎn),即到達(dá)C點(diǎn)的速度大于10m/s;
則對(duì)AC過程由動(dòng)能定理可得:Fl-μmg(l+x1)=mvc2
解得:x1=5m;
要使到通過最高點(diǎn),x1應(yīng)小于5m;
二、小球無法通過最高點(diǎn),但到達(dá)的高度為R時(shí)速度為零,小球同樣不會(huì)脫離軌道;
則對(duì)全程由動(dòng)能定理可得:Fl-μmg(l+x2)-mgR=0
解得:x2=11m;
故要使不脫離軌道BC長度可以小于5m或大于11m;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊,用長為L的細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上,細(xì)線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為θ角,此時(shí)繩中張力為零,物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μ<tan θ),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng),

則( )

A. 至繩中出現(xiàn)拉力時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功為

B. 至繩中出現(xiàn)拉力時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功為

C. 至轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊支持力為零時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功為

D. 設(shè)法使物體的角速度為時(shí),物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間無相互作用力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)點(diǎn)由靜止開始按如圖所示的規(guī)律運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(

A. 質(zhì)點(diǎn)在2t0的時(shí)間內(nèi)始終沿正方向運(yùn)動(dòng),且在2t0時(shí)距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)

B. 質(zhì)點(diǎn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng),且在2t0時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)

C. 質(zhì)點(diǎn)在時(shí)的速度最大,且最大的速度為

D. 質(zhì)點(diǎn)在2t0時(shí)的速度最大,且最大的速度為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平線上的O點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷,圖中畫出電荷周圍對(duì)稱分布的幾條電場線,如右圖所示。以水平線上的某點(diǎn)O為圓心,畫一個(gè)圓,與電場線分別相交于a、b、cde,則下列說法正確的是(

A. b、e兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

B. a點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢

C. b、c兩點(diǎn)間電勢差等于e、d兩點(diǎn)間電勢差

D. 電子沿圓周由db,電場力做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是.最低點(diǎn)是,直徑水平. 是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷), 固定在點(diǎn), 點(diǎn)靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn) (圖中未畫出)時(shí)速度為零,則小球 ( )

A. 的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小

B. 的過程中,速率先增大后減小

C. 的過程中,電勢能一直增加

D. 的過程中,動(dòng)能減少量小于電勢能增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,將平行板電容器接在電池組兩極間,兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將兩板緩慢地錯(cuò)開一些,其他條件不變,則(  )

A. 電容器帶電荷量不變

B. 電源中將有電流從正極流出

C. 塵埃仍靜止

D. 電流計(jì)中將有電流,電流方向ba

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器的兩極板A、B接在電池兩極,一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部,閉合S,電容器充電,這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ,下列說法中正確的是(  )

A. 保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ增大

B. 保持S閉合,將A板向B板靠近,則θ不變

C. 斷開S,將A板向B板靠近,則θ增大

D. 斷開S,將A板向B板靠近,則θ不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放.

1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=______mm

2)實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從A位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t,若要得到滑塊的加速度,還需要測量的物理量是______;

3)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是______.(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)

A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

4)改變鉤碼質(zhì)量,測出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時(shí)間t,通過描點(diǎn)作出線性圖象,研究滑塊的加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出______圖象。(選填,

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B為體積可忽略的帶電小球,QA2×10-8C,QB=-2×10-8CA、B相距3cm.在水平外電場作用下,A、B保持靜止,懸線都沿豎直方向.試求:

1)外電場的場強(qiáng)大小和方向?(2AB中點(diǎn)處總電場的場強(qiáng)大小和方向.

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