如圖a所示,傾角θ=37°的粗糙斜面足夠長(zhǎng),其下端與一個(gè)光滑的圓弧面相切,圓弧的半徑r=0.2m,圓弧的左側(cè)最高點(diǎn)與圓心O等高.在圓弧的最低點(diǎn)C安裝有一個(gè)壓力傳感器(也認(rèn)為光滑且不影響圓弧的平整度和弧度),現(xiàn)從距斜面底端不同高度h處?kù)o止釋放一小物塊(可以看作質(zhì)點(diǎn)),壓力傳感器測(cè)出的數(shù)值與高度h之間的函數(shù)圖象如圖b所示.求:
(1)物體的質(zhì)量m和斜面與物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
(2)若物體從h=2m處,以v0=3m/s的初速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng),求物體在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)的總路程.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(1)物體從h處下滑到C過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理:
1
2
m
v2
-0=mgh-μmgθ
h
sinθ
+mgr(1-cosθ)

經(jīng)C點(diǎn)時(shí)重力與支持力的合力提供向心力:N-mg=
m
v2
R

將圖b中的兩組數(shù)據(jù):h0=0m,N0=14N和h1=1m,N1=34N代入①②兩個(gè)公式,聯(lián)立解得:
m=1kg;μ=0.6
(2)整個(gè)的過(guò)程中只有重力和摩擦力做功,由動(dòng)能定理可得:
mgh+
1
2
m
v20
=μmgcosθ

代入數(shù)據(jù)解得:μ=
mgh+
1
2
m
v20
mgcosθ
=
1×10×2+
1
2
×1×32
1×10×cos37°
=5.1
m
答:(1)物體的質(zhì)量是1kg,斜面與物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是0.6;
(2)若物體從h=2m處,以v0=3m/s的初速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng),物體在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)的總路程5.1m.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問答題

如圖所示,A一是傾角為θ的粗糙直軌道,一CD是光滑的圓弧軌道,A一恰好在一點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從直軌道的P點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果它在兩軌道之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng).已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體與軌道A一間的動(dòng)摩擦因素為μ,求:
(1)物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,在軌道A一9通過(guò)的總路程.
(2)物體對(duì)圓弧軌道最低點(diǎn)E的最小壓力.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

一個(gè)物體從斜面底端的A點(diǎn)沖上斜面,滑到B點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能減少100J,機(jī)械能減少30J。當(dāng)它再次返回A點(diǎn)時(shí),動(dòng)能為100J,那么當(dāng)它剛沖上斜面通過(guò)A點(diǎn)時(shí)具有動(dòng)能為___________J。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m、質(zhì)量M=2kg,厚度可以忽略不計(jì)的木板B靜止在水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為m=3kg的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))從B的左端以速度v0=3m/s的初速度向右滑上木板B.若A、B與水平地面的摩擦因數(shù)均為μ1=0.2,A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.4,求:
(1)A在B上滑動(dòng)時(shí),A、B的加速度.(g取10m/s2
(2)試分析A能否從B上滑下,若不能求最終A相對(duì)大地的運(yùn)動(dòng)位移;若能,求A、B停下來(lái)時(shí)A、B間的距離(不計(jì)A從B上滑下因與地面磕碰導(dǎo)致A的速率損失.)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問答題

如圖所示,甲圖是用來(lái)使帶正電的離子加速和偏轉(zhuǎn)的裝置.乙圖為該裝置中加速與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的等效模擬.以y軸為界,左側(cè)為沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E.右側(cè)為沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).已知OA⊥AB,OA=AB,且OB間的電勢(shì)差為U0.若在x軸的C點(diǎn)無(wú)初速地釋放一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子(不計(jì)重力),結(jié)果正離子剛好通過(guò)B點(diǎn),求:

(1)CO間的距離d;
(2)粒子通過(guò)B點(diǎn)的速度大。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問答題

如圖所示,水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道在B點(diǎn)平滑連接,AB段長(zhǎng)x=10m,半圓形軌道半徑R=2.5m.質(zhì)量m=0.10kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平恒力F作用下,從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)B點(diǎn)時(shí)撤去力F,小滑塊進(jìn)入半圓形軌道,沿軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C,從C點(diǎn)水平飛出.重力加速度g取10m/s2
(1)若小滑塊從C點(diǎn)水平飛出后又恰好落在A點(diǎn).滑塊落回A點(diǎn)時(shí)的速度;
(2)如果要使小滑塊在圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離軌道,求水平恒力F應(yīng)滿足的條件.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問答題

一質(zhì)量為m的小滑塊帶正電,電荷量為q,與絕緣水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E.小滑塊從C點(diǎn)由靜止釋放沿直線向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng),C、D兩點(diǎn)間的距離為S,滑塊的帶電量不變,重力加速度g.
(1)求滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速度大小v;
(2)在該空間再加一垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,若滑塊從C點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)恰好離開水平面,求離開水平面時(shí)的速度大小υ1和此過(guò)程中摩擦力對(duì)滑塊所做的功W.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問答題

如圖所示,豎直平面內(nèi)的一半徑R=0.5m的不光滑圓弧槽BCD,B點(diǎn)與圓心O等高,D點(diǎn)在圓心正下方.質(zhì)量m=0.1Kg的小球從B點(diǎn)正上方H=0.8m高處的A點(diǎn)自由下落,由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧槽軌道,從D點(diǎn)水平飛出后落出后落在水平面上的Q點(diǎn),DQ間的水平距離s=1.6m,D點(diǎn)距水平面的高度h=0.8m,g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,求:
(1)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小VB;
(2)小球經(jīng)過(guò)圓弧槽D點(diǎn)的速度大小VD
(3)小球在圓弧槽BCD上運(yùn)動(dòng)損失的機(jī)械能.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑曲面AB與水平地面BC相切于B,豎直光滑半圓軌道CD與水平地面BC切于C,已知圓軌道半徑為R,BC長(zhǎng)為4R,且表面粗糙,一滑塊從AB軌道上距地面4R高度處由靜止釋放,之后能夠通過(guò)圓軌道的最高點(diǎn)D,且對(duì)D處的壓力為0,求:
(1)若從曲面上距地2R高度處無(wú)初速釋放滑塊,滑塊將停在何處;
(2)若使滑塊通過(guò)D處后水平拋出,剛好擊中地面上的B點(diǎn),應(yīng)從AB軌道上離地面多高處由靜止釋放滑塊.

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