【題目】如圖所示的裝置由三部分組成,傳送帶左邊是光滑的水平面,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接著質(zhì)量M=3.0kg的物塊A,開始物塊A靜止。裝置的中間是水平傳送帶,它與左右兩邊的臺面等高,并平滑對接,傳送帶以u=2.0m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動。傳送帶的右邊是一位于豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道,最低點為C,最高點為D,半徑R=1.25m。從D點正上方h高處無初速釋放質(zhì)量為m=1.0kg的物塊B,BD點進入圓軌道,物塊BA只發(fā)生一次碰撞,且為彈性正碰。已知B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,傳送帶長l=4m,取g=10m/s2。求:

(1)物塊BA碰撞后彈簧的最大彈性勢能;

(2)物塊B對圓軌道的最大壓力;

(3)物塊B釋放點距D點的高度h

【答案】124J274N,方向豎直向下;(32.75m

【解析】

(1)如果BA只發(fā)生一次碰撞,則B碰后返回圓軌道最低點C的速度為0,B碰后速度為v1,碰后返回C點過程

解得

v1=4m/s

BA碰前速度為vA碰后速度為v2,由動量守恒定律得

mv=mv1+Mv2

由機械能守恒定律得

解得

v=8m/sv2=4m/s

物塊A的速度為零時彈簧壓縮量最大,彈簧彈性勢能最大,由能量守恒定律得:

(2)設(shè)物塊B在圓軌道最低點的速度大小為v0,從C到與A相碰過程因碰前速度

v=8m/s2m/s,物塊在帶上減速運動

在圓弧最低點C,由牛頓第二定律得

解得

F=74N

由牛頓第三定律可知,物塊B對軌道的壓力大小

F′=F=74N

方向豎直向下

(3)由釋放點到BA碰撞過程由動能定理

解得

h=2.75m

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】光滑水平面AB與一光滑半圓形軌道在B點相連,軌道位于豎直面內(nèi),其半徑為R,一個質(zhì)量為m的物塊靜止在水平面上,現(xiàn)向左推物塊使其壓緊彈簧,然后放手,物塊在彈力作用下獲得一速度,當(dāng)它經(jīng)B點進入半圓形軌道瞬間,對軌道的壓力為其重力的9倍,之后向上運動經(jīng)C點再落回到水平面,重力加速度為g.求:

(1)彈簧彈力對物塊做的功;

(2)物塊離開C點后,再落回到水平面上時距B點的距離;

(3)再次左推物塊壓緊彈簧,要使物塊在半圓軌道上運動時不脫離軌道,則彈簧彈性勢能的取值范圍為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,直線上有Oa、bc四點,ab間的距離與bc間的距離相等。在O點處有固定點電荷。已知b點電勢高于c點電勢。若一帶負(fù)電荷的粒子僅在電場力作用下先從c點運動到b點,再從b點運動到a點,則(  )

A. 該負(fù)電荷在a點受的電場力比在c點的大

B. 前一過程中電場力做的功大于后一過程中電場力做的功

C. 整個過程中,粒子電勢能不斷減小

D. 后一過程中,粒子動能不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在實驗室發(fā)現(xiàn)一根粗細(xì)均勻、中空的圓柱形導(dǎo)電元件,其橫截面為同心圓環(huán),如圖甲所示,該同學(xué)想知道中空部分的內(nèi)徑d,但該元件的內(nèi)徑太小,無法直接測量,他設(shè)計了如下實驗進行測量,已知該元件的長度L及電阻率ρ。

(1)用螺旋測微器測元件的外徑D,結(jié)果如圖乙所示,該讀數(shù)為__________mm;

(2)用多用電表測粗其阻值,多用電表的“Ω”擋有“×1”“×10”“×100”“×1k”四擋,選用“×100”擋測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,換用相鄰的某倍率,重新調(diào)零后進行測量,結(jié)果如圖丙所示,則該元件的電阻為__________Ω;

(3)為精確地測量該元件電阻,有下列器材可供選擇:

A.電流表A1(量程50mA,內(nèi)阻r1=100Ω

B.電流表A2(量程150mA,內(nèi)阻r2大約為40Ω

C.電流表A3(量程3A,內(nèi)阻r3大約為0.1Ω

D.滑動變阻器R0~20Ω,額定電流2A

E.直流電源E9V,內(nèi)阻不計)

F.導(dǎo)電元件Rx

G.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干

請選擇合適的儀器,將實驗電路圖畫在方框內(nèi),并標(biāo)明所選器材的代號___________

(4)若測得該元件的電阻為R,則元件的內(nèi)徑d=___________。(用已知量和所測物理量的符號表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的坐標(biāo)系xOy中,第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B0,第二象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場,x軸下方存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度未知。一帶正電粒子從Ad0)點以初速度v0開始運動,初速度方向與x軸負(fù)方向夾角θ=,粒子到達y軸時速度方向與y軸垂直,粒子經(jīng)過電場區(qū)域、x軸下方磁場區(qū)域恰好回到A點,且速度方向與初速度方向相同。粒子重力不計,sin=0.8cos=0.6,求:

(1)粒子的比荷;

(2)勻強電場的電場強度;

(3)x軸下方磁場的磁感應(yīng)強度B。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,彈簧的一端固定在豎直墻壁上,另一端與一個帶孔小球連接,小球穿在水平固定的光滑桿上。O點為小球的平衡位置,并以其為坐標(biāo)原點建立x軸。小球可在a、b兩點之間做簡諧運動。圖乙為小球的振動圖像。下列說法正確的是(  )

A.t1時刻小球運動到b

B.t2時刻小球的速度為零

C.t1t2時間內(nèi)小球的回復(fù)力變大

D.t3t4時間內(nèi)小球的加速度變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量理想氣體從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)BC、D再回到狀態(tài)A,其體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( 。

A.從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,氣體內(nèi)能減小

B.從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中,氣體向外放熱

C.從狀態(tài)C到狀態(tài)D的過程中,氣體對外做功

D.從狀態(tài)D到狀態(tài)A的過程中,氣體壓強增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗室的多用電表可以用來測量直流電流、直流電壓、交變電壓以及電阻。

(1)某同學(xué)用表盤如圖甲所示的多用電表測量電阻

①他調(diào)整指針定位螺絲,使指針指到零刻度后,將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋的“×10”位置,將紅、黑表筆分別插人“+”、“-”插孔,把兩表筆尖相互接觸,調(diào)節(jié)________(選填“S”或“T”),使多用電表的指針指向電阻擋的_________(選填“0”或“”)刻線;

②之后他將紅、黑表筆的筆尖分別與待測電阻兩端接觸,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,他應(yīng)將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋的__________(選填“×1”或“×100”)位置;

③正確操作后,多用電表的指針位置如圖乙所示。則該電阻的測量值為__________Ω

(2)他進一步了解了多用電表的原理后,找來了一塊毫安表(滿偏電流=1mA、內(nèi)阻=120Ω),兩個定值電阻(R1=1ΩR2=880Ω),按照如圖丙所示電路將毫安表改裝成多用途的電表。

①開關(guān)S斷開時,改裝后的毫安表可以作為量程是_________V的電壓表使用;

②若開關(guān)S閉合,毫安表指針達到滿偏時,通過兩表筆的電流為________A。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧左端與墻相連,右端與質(zhì)量為的小球接觸但不固連,初始時在外力作用下彈簧處于壓縮狀態(tài),某時刻撤去外力,小球能順利通過圓弧軌道ABC并無能量損失地進入圓弧軌道CDE而從E點拋出,最終打在圓弧軌道ABCF點。已知圓弧軌道ABC的半徑是圓弧軌道CDE的兩倍且圓弧軌道ABC的半徑,B、D分別為圓弧軌道ABC及圓弧軌道CDE的中點。當(dāng)小球離開彈簧運動到圓弧軌道A點時,對圓弧軌道的壓力,除圓弧軌道CDE外,其余部分均光滑()。試求:

(1)小球運動到A點的速度大小及彈簧的彈性勢能;

(2)小球運動到B點時,對軌道的壓力大小及方向;

(3)如果F點距水平面的高度,則小球在圓弧軌道CDE克服摩擦力所做功的取值范圍為多少?

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