【題目】如圖,在水平軌道右側(cè)固定半徑為R的豎直圓槽形光滑軌道,水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料,調(diào)節(jié)其初始長(zhǎng)度為l,水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定,彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)?梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的小物塊從軌道右側(cè)A點(diǎn)以初速度v0沖上軌道,通過(guò)圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧,并被彈簧以原速率彈回。已知R0.4 m,l2.5 mv06 m/s,物塊質(zhì)量m1 kg,與PQ段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.4,軌道其它部分摩擦不計(jì)。取g10 m/s2。求:

1)物塊經(jīng)過(guò)圓軌道最高點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力;

2)物塊從Q運(yùn)動(dòng)到P的時(shí)間及彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能;

3)物塊仍以v0從右側(cè)沖上軌道,調(diào)節(jié)PQ段的長(zhǎng)度l,當(dāng)l長(zhǎng)度是多少時(shí),物塊恰能不脫離軌道返回A點(diǎn)繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)。

【答案】(140N28J31 m

【解析】試題分析:(1)物塊沖上圓形軌道最高點(diǎn)B時(shí)速度為v,由機(jī)械能守恒得:

物塊到B點(diǎn),由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:

聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)解得N=40N ③

由牛頓第三定律,物塊對(duì)軌道壓力大小為40N,方向?yàn)樨Q直向上

(2)物塊在Q點(diǎn)時(shí)速度為v06 m/s,在PQ運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有:

由運(yùn)動(dòng)規(guī)律

聯(lián)立⑤⑥式并代入數(shù)據(jù)解得在PQ段運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t=s ⑦

設(shè)物塊在P點(diǎn)時(shí)速度為v1,有

由能量守恒,物塊壓縮彈簧,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,有

聯(lián)立⑧⑨式代入數(shù)據(jù)解得Epm= 8J ⑩

(3)物塊以v0沖上軌道直到回到PQ段右側(cè)Q點(diǎn)時(shí)速度為v2,有11

要使物塊恰能不脫離軌道返回A點(diǎn),則物塊能沿軌道上滑至最高點(diǎn)且在最高點(diǎn)的速度大小為v3,則滿(mǎn)足12

13

聯(lián)立111213式代入數(shù)據(jù)解得l1 m, 14

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】物體在三個(gè)互成角度的共點(diǎn)恒力F1=6N、F2=8N、F3=10N的作用下,處于平衡狀態(tài)。當(dāng)撤去F2后,合力變?yōu)?/span>

A. 4N B. 6N C. 8N D. 16N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】201131114時(shí)46分,日本宮城縣和巖手縣等地發(fā)生9.0級(jí)地震,導(dǎo)致很多房屋坍塌,場(chǎng)景慘不忍睹,就此事件,下列說(shuō)法正確的有

A. 所有建筑物振動(dòng)周期相同

B. 所有建筑物振幅相同

C. 建筑物的振動(dòng)周期由其固有周期決定

D. 所有建筑物均做受迫振動(dòng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)光線由一種介質(zhì)Ⅰ射向另一種介質(zhì)Ⅱ時(shí),若這兩種介質(zhì)的折射率不同,則光線________

A.若進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ中,傳播速度一定改變
B.若進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ中,傳播方向一定改變

C.一定能進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ中傳播
D.不一定能進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ中傳播

(2)如圖所示,平面MN是介質(zhì)與真空的交界面,介質(zhì)中有一點(diǎn)A,真空中有一點(diǎn)B,P是A、B連線與界面的交點(diǎn),如果A點(diǎn)發(fā)出的一束激光,射到界面上的Q點(diǎn)(圖中未畫(huà)出),進(jìn)入真空后經(jīng)過(guò)B點(diǎn).則Q點(diǎn)在P點(diǎn)的________ (填“左側(cè)”或“右側(cè)”).

(3)放在空氣中的玻璃磚,如右圖所示,有一束光射到界面ab上,下列說(shuō)法正確的是________

A.在界面ab入射角大于臨界角的光將不會(huì)進(jìn)入玻璃磚

B.光傳播至界面cd后,有可能不從界面cd射出

C.光射到界面ab后,不可能發(fā)生全反射

D.光傳播至界面cd后,一定會(huì)從界面cd射出

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,現(xiàn)有毛玻璃屏A,雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件,要把它們放在下圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。

(1)將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學(xué)元件,由左至右,表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、A。

(2)將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示。然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊,記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)__________mm,求得相鄰亮紋的間距Δx________mm。

(3)已知雙縫間距d2.0×104m,測(cè)得雙縫到屏的距離l0.700m,由計(jì)算公式λ________,求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為________mm。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一個(gè)人站在電梯內(nèi)的測(cè)力計(jì)上,當(dāng)他發(fā)現(xiàn)體重變大了出現(xiàn)超重現(xiàn)象,電梯的運(yùn)動(dòng)是(  )

A. 電梯一定在加速下降

B. 電梯一定在減速上升

C. 電梯可能在加速上升

D. 只要電梯減速運(yùn)動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道12相切于P點(diǎn),軌道2、3相切于Q點(diǎn)如圖所示,則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),下列說(shuō)法中正確的是(  )

A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率

B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度

C. 衛(wèi)星在軌道1具有的機(jī)械能小于它在軌道2具有的機(jī)械能

D. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A和帶負(fù)電的物體B用跨過(guò)定滑輪的絕緣輕繩連接,A、B的質(zhì)量分別是m2m,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上,另一端與物體A相連,傾角為θ的斜面處于沿斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,整個(gè)系統(tǒng)不計(jì)一切摩擦。開(kāi)始時(shí),物體B在一沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用下保持靜止且輕繩恰好伸直,然后撤去外力F,直到物體B獲得最大速度,且彈簧未超過(guò)彈性限度,則在此過(guò)程中

A. 撤去外力F的瞬間,物體B的加速度為

B. B的速度最大時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為

C. 物體A的最大速度為

D. 物體A、彈簧和地球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加量大于物體B電勢(shì)能的減少量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于某個(gè)物體受到的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是

A. 物體受到的合力為零,速度一定為零

B. 物體受到的合力恒定,速度一定恒定

C. 物體受到的合力越大,速度一定越大

D. 物體受到的合力越大,加速度一定越大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案