【題目】同學(xué)參照如圖的過山車情景設(shè)計(jì)了如圖模型:光滑弧形軌道的下端與半徑為R的豎直光滑圓軌道相接,現(xiàn)使質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從弧形軌道上端距地面高h=3R處由靜止滑下,之后滑塊沿圓軌道運(yùn)動,再滑上與圓軌道圓滑連接的傾角θ=37°的足夠長的粗糙斜面軌道。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,滑塊與斜面軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,不計(jì)空氣阻力,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

1)滑塊經(jīng)過圓軌道最低點(diǎn)時軌道對其彈力大。

2)滑塊經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)時軌道對其彈力大。

3)滑塊在斜面軌道上運(yùn)動的路程。

【答案】(1)7mg(2)mg(3)7.5R

【解析】

(1)滑塊從開始下滑至圓軌道最低點(diǎn)的過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

在圓軌道最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得

聯(lián)立解得

(2)滑塊從開始下滑至圓軌道最高點(diǎn)的過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

在圓軌道最高點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得

聯(lián)立解得

(3)由于斜面軌道對滑塊摩擦力

滑塊所受重力沿斜面向下的分力

故滑塊第一次滑到斜面最高點(diǎn)后還會沿斜面返回。

設(shè)滑塊第一次沿斜面上升最大距離為L1,則

解得

設(shè)滑塊第一次返回斜面底端時的動能為E,則:

故滑塊不能到達(dá)圓弧左端與圓心等高處,以后將在圓軌道與斜面軌道之間來回運(yùn)動,直至停在斜面軌道底端。

設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動的路程為s,則對滑塊運(yùn)動全程用動能定理:

解得

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,長L=0.12 m的絕緣輕桿上端固定在O點(diǎn),質(zhì)量m=0.6 kg、電荷量q=0.5 C的帶正電金屬小球套在絕緣輕桿上,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,球與桿間的動摩擦因數(shù)μ=0.75。當(dāng)桿豎直固定放置時,小球恰好能勻速下滑,g10 m/s2。

(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小;

(2)改變輕桿與豎直方向的夾角,使球下滑過程中與桿之間的摩擦力為零,并將小球從O點(diǎn)由靜止釋放,求小球離開桿時的速度大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平桌面上平放著導(dǎo)體圓環(huán),圓環(huán)正上方靠近圓環(huán)直徑的位置有一根直導(dǎo)線(靠近而不接觸).若給直導(dǎo)線通以圖示方向的電流,若要圓環(huán)中產(chǎn)生圖中所示方向的電流,則直導(dǎo)線的移動方向及稍微移動一點(diǎn)后圓環(huán)內(nèi)部的磁通量變化,下列判斷正確的是(

A. 向左移動;磁通量變大B. 向左移動;磁通量變小

C. 向右移動;磁通量變大D. 向右移動;磁通量變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】教師在課堂上做了兩個小實(shí)驗(yàn),讓小明同學(xué)印象深刻。第一個實(shí)驗(yàn)叫做旋轉(zhuǎn)的液體,在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極,沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極,把它們分別與電池的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體,例如鹽水,如果把玻璃皿放在磁場中,液體就會旋轉(zhuǎn)起來,如圖甲所示。第二個實(shí)驗(yàn)叫做振動的彈簧,把一根柔軟的彈簧懸掛起來,使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸,通電后,發(fā)現(xiàn)彈簧不斷上下振動,如圖乙所示。下列關(guān)于這兩個趣味實(shí)驗(yàn)的說法正確的是( )

A. 圖甲中,如果改變磁場的方向,液體的旋轉(zhuǎn)方向不變

B. 圖甲中,如果改變電源的正負(fù)極,液體的旋轉(zhuǎn)方向不變

C. 圖乙中,如果改變電源的正負(fù)極,依然可以觀察到彈簧不斷上下振動

D. 圖乙中,如果將水銀換成酒精,依然可以觀察到彈簧不斷上下振動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平桌面上存在著傾斜有界勻強(qiáng)磁場,磁場邊界與桌面的夾角,質(zhì)量為m,總電阻為R的均勻矩形金屬框abcd在水平向右的拉力F作用下向右以速度v勻速運(yùn)動,已知ad=2dc=2L,金屬框與桌面間的動摩擦因數(shù)為.

1)當(dāng)dc中點(diǎn)e到達(dá)磁場邊界時,abde兩點(diǎn)間的電壓各為多少?

2)試給出dc邊進(jìn)入磁場過程中dc邊所受安培力隨時間變化的表達(dá)式(以d點(diǎn)到達(dá)磁場邊界為時間t的起點(diǎn)).

3)在所給的坐標(biāo)系中定性畫出整個線框完全進(jìn)入磁場過程中,拉力F隨前進(jìn)位移x變化的曲線(以d點(diǎn)到達(dá)磁場邊界為位移x的起點(diǎn),需標(biāo)出某些特定點(diǎn)的值),并求出拉力的最大值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在做驗(yàn)證互成角度的兩個力合成的平行上邊形定則實(shí)驗(yàn)時,把橡皮條的一端用圖釘固定于P點(diǎn),同時用兩個彈簧秤將橡皮條的另一端拉到位置O。這時兩彈簧秤的示數(shù)分別為FA3.5 N、FB4.0 N,其位置記錄如圖甲所示。倘若橡皮條的活動端僅用一個彈簧秤拉著,也把它拉到O點(diǎn)位置,彈簧秤的示數(shù)為FC6.0 N,其位置如C。

1)用1 cm表示1 N,在圖乙中作出力FA、FBFC的圖示__________。

2)根據(jù)平行四邊形定則在圖乙中作出FAFB的合力F,F的大小為___________N。

3)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否能驗(yàn)證平行四邊形定則:________(選填不能)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,水平地面上放有一質(zhì)量M=3kgL型滑板ABC,滑板的豎直高h=1.8m.地面上D處固定一障礙物,滑板右端C到障礙物的距離x=l m.在滑板左端施加水平向右推力F=144N的同時,一質(zhì)量m=1kg的小物塊緊貼滑板上豎直板的A點(diǎn)由靜止釋放.當(dāng)滑板撞到障礙物時立即撤去推力F,滑板以原速率彈回,小物塊最終落至地面.己知滑板與小物塊及地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.4,取g=10m/s2

1)證明:滑板撞到障礙物前小物塊與滑板保持相對靜止;

2)求小物塊落地時所受重力的瞬時功率;

3)求小物塊落地時物塊與滑板B端的距離

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在相距為d的兩個點(diǎn),固定著電量分別為-Q+Q的兩個點(diǎn)電荷,在它們連線的水平中垂線上固定一根長為L,內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管,現(xiàn)有一電量為+q的小球以初速度從管口射入,已知靜電力常量為k,則下列說法正確的是

A. 小球的速度一直減小

B. 小球的速度先減小后增大

C. 小球的電勢能保持不變

D. 管壁對小球的彈力最大值為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A為電解槽,M為電動機(jī),N為電爐子,恒定電壓U=12V,電解槽內(nèi)阻rA=2Ω,當(dāng)K1閉合,K2K3斷開時,電流表示數(shù)6A;當(dāng)K2閉合,K1、K3斷開時,電流表示數(shù)5A,且電動機(jī)輸出功率為35W;當(dāng)K3閉合,K1、K2斷開時,電流表示數(shù)為4A。求:

(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大?

(2)電動機(jī)的內(nèi)阻是多少?

(3)在電解槽工作時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少?

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