【題目】如圖所示,足夠長的平直軌道AOOB底端平滑對接,將它們固定在同一豎直平面內(nèi),兩軌道與水平地面間的夾角分別為α(固定不變)和β(可取不同的值),且αβ,現(xiàn)將可視為質(zhì)點的一小滑塊從左側(cè)軌道的P點由靜止釋放,若小滑塊經(jīng)過兩軌道的底端連接處的速率沒有變化。已知AO軌道光滑,空氣阻力可以忽略不計。

1)論證:滑塊在AO軌道下滑時的加速度與滑塊的質(zhì)量無關(guān);

2)運用牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律,論證:若OB光滑,取不同的β角,滑塊在OB上能到達的最高點總與P等高;

3)運用動能定理和機械能的相關(guān)定義,論證:若OB光滑,保持β角不變,滑塊在OB上運動的過程中機械能守恒。

【答案】1)論證過程如解析過程;(2)論證過程如解析過程所示;(3)論證過程如解析過程。

【解析】

1)滑塊的受力圖(如下面左圖),沿斜面和垂直斜面建坐標軸(如下面右圖),

根據(jù)牛頓第二定律可得:mgsinαmaA

解得aAgsinα,可知與質(zhì)量無關(guān);

2)設(shè)P點的高度為H,滑塊到O點時的速度大小為v0,則根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有:

類似(1)受力分析,運用牛頓第二定律,可得滑塊在OB上滑時的加速度大小為:aBgsinβ

設(shè)上升的最大高度為h,則由勻變速直線運動規(guī)律可知:

解得

所以有hH,這一結(jié)論與β無關(guān),故滑塊在OB上能到達的最高點總與P等高;

3)設(shè)滑塊到O點時的速度大小為v0,從OOB上的某點K的過程中,上升的高度為hx,根據(jù)動能定理:

也即

上式左邊即為滑塊在任意點K所具有的機械能,右邊為在O點的動能。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個橫截面分別為圓和正方形,但磁感應(yīng)強度均相同的勻強磁場,圓的直徑D等于正方形的邊長,兩個電子以相同的速度分別飛入兩個磁場區(qū)域,速度方向均與磁場方向垂直,進入圓形區(qū)域的電子速度方向?qū)柿藞A心,進入正方形區(qū)域的電子是沿一邊的中心且垂直于邊界線進入的,則(  )

A. 兩個電子在磁場中運動的半徑一定相同

B. 兩電子在磁場中運動的時間有可能相同

C. 進入圓形區(qū)域的電子一定先飛離磁場

D. 進入圓形區(qū)域的電子一定不會后飛離磁場

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】發(fā)電機的端電壓為220V,輸出電功率為44kW,輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Ω,如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1:10的理想變壓器升壓,經(jīng)輸電線路后,再用原、副線圈匝數(shù)比為10:1的理想變壓器降壓供給用戶。

(1)求用戶得到的電壓和功率

(2)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶,求用戶得到的功率和電壓。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一理想變壓器原副線圈砸數(shù)比為n,原線圈接正弦交流電,電壓為U,輸出端接有一個交流電流表和一個電動機,電動機線圈電阻為R,電流表讀數(shù)為I,電動機帶動一質(zhì)量為m的重物以速度 開始加速上升,下列判斷正確的是:

A. 電動機消耗的熱功率為I2R

B. 變壓器的輸入功率為

C. 原線圈t時間內(nèi)輸入的電能應(yīng)大于

D. 副線圈兩端電壓為IR

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一帶負電荷的油滴在勻強電場中運動,其軌跡在豎直面(紙面)內(nèi),且相對于過軌跡最低點P的豎直線對稱.忽略空氣阻力.由此可知(  )

A. Q點的電勢比P點高

B. 油滴在Q點的動能比它在P點的大

C. 油滴在Q點的電勢能比它在P點的大

D. 油滴在Q點的加速度大小比它在P點的小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】均勻介質(zhì)中兩波源S1、S2分別位于x軸上x1=0、x214m處,質(zhì)點P位于x軸上xp4m處,t=0時刻兩波源同時開始由平衡位置向y軸正方向振動,振動周期均為T=0.1s,傳播速度均為v=40m/s,波源S1的振幅為A12cm,波源S2的振幅為A23cm,則從t=0至t=0.35s內(nèi)質(zhì)點P通過的路程為

A.12cm B.16cm C.24cm D.32cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個相同的小球AB分別用一根輕繩和輕彈簧的一端連接,輕繩和輕彈簧的另一端被懸掛在同一高度,F(xiàn)將兩個小球都拉至相同的高度,此時彈簧長度為原長且與繩長相等。靜止釋放兩個小球以后,下列正確的說法是(

A. 兩小球運動到各自的最低點時的速度相同

B. 與輕繩連接的小球在最低點時的速度較大

C. 在運動過程中, 小球A的機械能不守恒

D. 在運動過程中, 小球B的機械能不守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)某同學(xué)用多用電表歐姆擋粗測一電阻Rx的阻值。選擇“×1”擋時,指針指示如圖甲所示,則示數(shù)為____Ω。(取一位有效數(shù)字)

(2)為精確的測量Rx的阻值,現(xiàn)取來兩節(jié)干電池(總電動勢為3V,總內(nèi)阻為0.4 Ω)、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:

A.電壓表(03 V,內(nèi)阻約10kΩ)

B.電流表(00.6 A,內(nèi)阻很小,可不計)

C.電流表(03 A,內(nèi)阻很小,可不計)

D.滑動變阻器(05 Ω,額定電流為0.5 A)

E.滑動變阻器(010 Ω,額定電流為1 A)

(i)電流表應(yīng)選____;(填序號字母)

(ii)要求滑動變阻器分壓連接,滑動變阻器應(yīng)選____;(填序號字母)

(iii)實驗中該同學(xué)的實物連線如圖乙所示,其中有一處不妥,不妥處為____ 。(填①至⑧的序號)

(3)該同學(xué)將(2)中的錯誤糾正并測出Rx的阻值后,又進行了以下實驗:將導(dǎo)線③連接在電池負極的一端改為連接在開關(guān)的右端,閉合開關(guān),當滑片P移到某位置c(圖乙中未標出)時,讀出電壓表示數(shù)為2.2V,電流表示數(shù)為0.4 A,則變阻器的cacb段的電阻之比RcaRcb=____。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的裝置可以驗證動量守恒定律,在滑塊AB相碰的端面上裝上彈性碰撞架,它們的上端裝有等寬的擋光片。

1)實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平:在軌道上只放滑塊A,輕推一下滑塊A,其通過光電門1和光電門2的時間分別為t1、t2,當t1______t2(填“>”、“=”、“<”),則說明氣墊導(dǎo)軌水平。

2)滑塊A置于光電門1的左側(cè),滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當位置。給A—個向右的初速度,通過光電門1的時間為t1,AB碰撞后再次通過光電門1的時間為t2,滑塊B通過光電門2的時間為t3。為完成該實驗,還必需測量的物理量有__________

A.擋光片的寬度d

B.滑塊A的總質(zhì)量m1

C.滑塊B的總質(zhì)量m2

D.光電門1到光電門2的間距L

3)若滑塊AB在碰撞的過程中動量守恒,則應(yīng)該滿足的表達式為:___________(用已知量和測量量表示)

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