【題目】光滑水平面上，一個(gè)長(zhǎng)木板與半徑R未知的半圓組成如圖所示的裝置，裝置質(zhì)量M＝5 kg.在裝置的右端放一質(zhì)量為m＝1 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，裝置與小滑塊一起以v0＝10 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)給裝置加一個(gè)F＝55 N向右的水平推力，小滑塊與長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)小滑塊滑至長(zhǎng)木板左端A時(shí)，裝置速度恰好減速為0，此時(shí)撤去外力F并將裝置鎖定．小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，且恰好能通過軌道最高點(diǎn)B.滑塊脫離半圓形軌道后又落回長(zhǎng)木板．已知小滑塊在通過半圓形軌道時(shí)克服摩擦力做功Wf＝2.5 J．g取10 m/s2.求：

(1)裝置運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移；

(2)長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度l；

(3)小滑塊最后落回長(zhǎng)木板上的落點(diǎn)離A的距離．

【答案】(1)1 s　5 m　(2)2.5 m　(3)0.8 m

【解析】(1)對(duì)M：F－μmg＝Ma1 解得：a1＝10 m/s2

設(shè)裝置運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，由v0－a1t1＝0

解得：t1＝1 s

裝置向左運(yùn)動(dòng)的距離：x1＝v0t1－a1t12＝5 m

(2)對(duì)m：μmg＝ma2，解得a2＝5 m/s2

設(shè)滑塊到A點(diǎn)的速度為v1，則v1＝v0－a2t1 解得：v1＝5 m/s

小滑塊向左運(yùn)動(dòng)的距離：x2＝v0t1－a2t12＝7.5 m

則木板長(zhǎng)為l＝x2－x1＝2.5 m

(3)設(shè)滑塊在B點(diǎn)的速度為v2，從A至B：－mg×2R－Wf＝

在B點(diǎn)：mg＝m

聯(lián)立解得：R＝0.4 m，v2＝2 m/s

小滑塊平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)：

落點(diǎn)離A的距離：x＝v2t2，解得：x＝0.8 m

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，用細(xì)繩的一端系著質(zhì)量為M=0.6kg的物體A（靜止在水平轉(zhuǎn)盤上），細(xì)繩另一端通過轉(zhuǎn)盤中心的光滑小孔O吊著質(zhì)量為m=0.3kg的小球B，A的重心到O點(diǎn)的距離為0.2m．若A與轉(zhuǎn)盤問的最大靜摩擦力為Ff=2N，為使小球B保持靜止，求轉(zhuǎn)盤繞中心O旋轉(zhuǎn)的角速度ω的取值范圍．（取g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】科技館中有一個(gè)展品，如圖所示，在較暗處有一個(gè)不斷均勻滴水的龍頭，在一種特殊的燈光照射下，可觀察到一個(gè)個(gè)下落的水滴，緩緩調(diào)節(jié)水滴下落的時(shí)間間隔到適當(dāng)?shù)那闆r，可看到一種奇特的現(xiàn)象，水滴似乎不再往下落．而是固定在圖中A、B、C、D四個(gè)位置不動(dòng)一動(dòng)，要出現(xiàn)這種現(xiàn)象．照明光源應(yīng)該滿足的可能條件為（取g＝10m/s2）（ ）

A. 普通光源即可

B. 間歇發(fā)光，間隙時(shí)間為1.20s

C. 間歇發(fā)光，間隙時(shí)間為1.41s

D. 間歇發(fā)光，間隙時(shí)間為0.20s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)．在移動(dòng)過程中，下列說法正確的是（ ）

A．F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和

B．F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和

C．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能

D．F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角θ=30°的斜面AB，在斜面頂端B向左水平拋出小球1、同時(shí)在底端A正上方某高度處水平向右拋出小球2，小球1、2同時(shí)落在P點(diǎn)，P點(diǎn)為斜邊AB的中點(diǎn)，則

A. 小球2一定垂直撞在斜面上

B. 小球1、2的初速度可以不相等

C. 小球1落在P點(diǎn)時(shí)與斜面的夾角為30°

D. 改變小球1的初速度，小球1落在斜面上的速度方向都平行

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M，N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0，若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)M，Q到N的運(yùn)動(dòng)過程中（　�。�

A. 從P到M所用的時(shí)間等于

B. 從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大

C. 從P到Q階段，速率逐漸變小

D. 從M到N階段，萬有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用圖1示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)．

①實(shí)驗(yàn)中，必要的措施是_________．

A．細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行 B．先接通電源再釋放小車

C．小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量 D．平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力

②他實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)機(jī)器接到頻率為50Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖2所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未畫出）s1=3.59cm，s2=4.41cm，s3=5.19cm，s4=5.97cm，s5=6.78cm，s6=7.64cm，則小車的加速度a=____________m/s2（要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù)），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB=__________m/s．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根相同的輕彈簧S1、S2 ， 勁度系數(shù)皆為K=4×102N/m．懸掛的重物的質(zhì)量分別為m1=2Kg、m2=4Kg ． 取g=10m/s2 ， 則平衡時(shí)彈簧S1、S2的伸長(zhǎng)量分別為（　�。�

A.5cm、10cm
B.10cm、5cm
C.15cm、10cm
D.10cm、15cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為實(shí)驗(yàn)室篩選帶電粒子的裝置示意圖：左端加速電極M、N間的電壓為U1。中間速度選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)B1＝1．0T，兩板電壓U2=1．0×102V，兩板間的距離D＝2cm。選擇器右端是一個(gè)半徑R＝20cm的圓筒，可以圍繞豎起中心軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，筒壁的一個(gè)水平圓周上均勻分布著8個(gè)小孔O1至O8。圓筒內(nèi)部有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2。一電荷量為q=1．60×10-19C、質(zhì)量為m=3．2×10-25kg的帶電的粒子，從靜止開始經(jīng)過加速電場(chǎng)后勻速穿過速度選擇器。圓筒不轉(zhuǎn)時(shí)，粒子恰好從小孔O8射入，從小孔O3射出，若粒子碰到圓筒就被圓筒吸收。求：

（1）加速器兩端的電壓U1的大��；

（2）圓筒內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2的大小并判斷粒子帶正電還是負(fù)電；

（3）要使粒子從一個(gè)小孔射入圓筒后能從正對(duì)面的小孔射出（如從O1進(jìn)從O5出），則圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大？

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