4.如圖所示,靜止在水平面上的弧形木板質(zhì)量為2m,AB部分是半徑為R、圓心角θ=53°的圓弧軌道,BC部分是長為L的水平軌道.一質(zhì)量為m的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))從A處輕輕釋放后恰好滑到達(dá)C點(diǎn).已知物塊與弧形木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度為g.求:
①物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小υB
②物塊通過圓弧軌道的過程中克服摩擦力做的功Wf

分析 (1)對(duì)AB過程和AC過程水平方向列動(dòng)量守恒的表達(dá)式,再對(duì)BC過程由能量守恒定律列式求解;
(2)對(duì)AB過程由動(dòng)能定理可求得克服摩擦力所做的功.

解答 解:(1)物塊從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過程,系統(tǒng)在水平方向上不受外力,水平方向動(dòng)量守恒,設(shè)向右為正方向,則有:mυB-2mυ=0
3mυC=0
物塊從B點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過程,根據(jù)能量守恒定律有:
μmgL=$\frac{1}{2}$mυB2+$\frac{1}{2}$×2mυ2-$\frac{1}{2}$×3mυC2
解得:υB=$\sqrt{\frac{4}{3}μgL}$
(2)物塊從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程,根據(jù)動(dòng)能定理有:
mg (R-R cosθ)-Wf=$\frac{1}{2}$mυB2
解得:Wf=2mg($\frac{1}{5}$R-$\frac{1}{3}$μL).
答:(1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小υB為$\sqrt{\frac{4}{3}μgL}$
(2)物塊通過圓弧軌道的過程中克服摩擦力做的功Wf為2mg($\frac{1}{5}$R-$\frac{1}{3}$μL).

點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用,要注意明確物理過程,合理選擇研究對(duì)象及過程;由動(dòng)量守恒定律及能量關(guān)系進(jìn)行分析即可.

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:解答題

13.圖為某種離子加速器的設(shè)計(jì)方案.兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).其中MN和M′N′是間距為h的兩平行極板,其上分別有正對(duì)的兩個(gè)小孔O和O′,O′N′=ON=d,P為靶點(diǎn),O′P=kd(k為大于1的整數(shù)).極板間存在方向向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩極板間電壓為U.質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子從O點(diǎn)由靜止開始加速,經(jīng)O′進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域.當(dāng)離子打到極板上O′N′區(qū)域(含N′點(diǎn))或外殼上時(shí)將會(huì)被吸收.兩虛線之間的區(qū)域無電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在,離子可勻速穿過.忽略相對(duì)論效應(yīng)和離子所受的重力.求:
(1)離子經(jīng)過電場(chǎng)僅加速一次后能打到P點(diǎn)所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度大;
(2)能使離子打到P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的所有可能值;
(3)打到P點(diǎn)的能量最大的離子在磁場(chǎng)匯總運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.2014年5月10日天文愛好者迎來了“土星沖日”的美麗天象.“土星沖日”是指土星和太陽正好分處地球的兩側(cè),三者幾乎成一條直線.若土星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的方向相同,公轉(zhuǎn)軌跡都近似為圓.設(shè)土星公轉(zhuǎn)周期為T1,公轉(zhuǎn)半徑為R1;地球公轉(zhuǎn)周期為T2,公轉(zhuǎn)半徑為R2,萬有引力常量為G.忽略土星與地球之間的引力作用,從發(fā)生“土星沖日”天象開始計(jì)時(shí),下列說法正確的是(  )
A.土星公轉(zhuǎn)速度大于地球公轉(zhuǎn)速度
B.太陽的質(zhì)量為$\frac{4{π}^{2}{{R}_{1}}^{3}}{G{{T}_{2}}^{2}}$
C.地球與土星相距最近經(jīng)歷的時(shí)間至少為$\frac{{T}_{1}{T}_{2}}{{T}_{1}-{T}_{2}}$
D.土星與地球公轉(zhuǎn)的向心加速度之比為$\frac{{{R}_{1}}^{2}}{{{R}_{2}}^{2}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.空間存在兩個(gè)完全相同的間距為6m的振源m、n,空間另有一點(diǎn)p,已知pm⊥mn,且pm=8m,兩振源形成的機(jī)械波在pmn所在的平面內(nèi)傳播.某時(shí)刻兩振源m、n同時(shí)振動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖乙所示,在4s時(shí)p點(diǎn)剛開始振動(dòng).則下列說法正確的是( 。
A.波速為2m/s
B.當(dāng)兩列波均傳到p點(diǎn)時(shí),p點(diǎn)的振動(dòng)頻率加倍
C.波長為2m
D.p點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
E.p點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.某學(xué)習(xí)小組欲探究小燈泡(額定電壓為3V,額定電流約為0.5A)的伏安特性,可提供的實(shí)驗(yàn)器材如下:
A.干電池:電動(dòng)勢(shì)約4.5V,內(nèi)阻可不計(jì)
B.雙量程的電壓表V1:量程為0~3V、內(nèi)阻約為3kΩ;V2:量程為0~15V、內(nèi)阻約為15kΩ
C.雙量程的電流表 A1:量程為0~0.6A、內(nèi)阻約為1Ω;A2:量程為0~3A、內(nèi)阻約為0.1Ω
D.滑動(dòng)變阻器R:阻值范圍0~10Ω、允許通過最大電流為2A
E.開關(guān)S,導(dǎo)線若干
在盡量提高測(cè)量精度的情況下,請(qǐng)回答下列問題:
①根據(jù)以上器材,請(qǐng)你把實(shí)驗(yàn)電路原理圖1補(bǔ)充完整,并在圖1中標(biāo)明所選器材的代號(hào).
②根據(jù)選擇的正確電路原理圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖2連接成完整電路.閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片應(yīng)移到A端(選填“A”或“B”)

③按正確操作得到7組電壓表和電流表示數(shù)如表所示,請(qǐng)圖3所示的坐標(biāo)紙上畫出小燈泡的U-I圖線.
組數(shù)1234567
U/V00.280.580.921.502.003.00
I/A00.100.200.300.400.450.49
④若將該小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為3.0V、內(nèi)阻為2.0Ω的干電池兩端,則此時(shí)該小燈泡的電阻為4.6Ω.(結(jié)果保留3個(gè)有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.小明在研究點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),在x軸上放一個(gè)點(diǎn)電荷Q(圖中未畫出),O、A、B為軸上三點(diǎn),如圖(甲)所示.測(cè)得放在A、B兩點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷受到的電場(chǎng)力跟檢驗(yàn)電荷所帶電荷量的關(guān)系如圖(乙)所示.以x軸的正方向?yàn)殡妶?chǎng)力的正方向,則正確的是(  )
A.點(diǎn)電荷Q一定為正電荷B.點(diǎn)電荷Q在AB之間
C.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高D.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為2×103N/C

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.如圖,用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)帶正電的銅制圓環(huán),懸掛于O點(diǎn),擺長為L,當(dāng)它擺過豎直線OC時(shí)便進(jìn)入或離開一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于圓環(huán)擺動(dòng)的平面,A、D點(diǎn)分別是最大位移處,下列說法中正確的是(  )
A.A點(diǎn)和D點(diǎn)處于同一水平面
B.圓環(huán)每次經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度相同
C.圓環(huán)在擺動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒
D.圓環(huán)每次經(jīng)過E點(diǎn)時(shí),繩上的拉力不等

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖所示為一表面帶有均勻負(fù)電荷的導(dǎo)體板MNO,其中MN與NO銜接于N點(diǎn),MN水平且長為1m,NO長為0.6m,其中NO與MN的夾角為θ=37°,一帶正電的絕緣滑塊由M點(diǎn)以水平向左的初速度v0=4m/s滑上導(dǎo)體板,其中滑塊與導(dǎo)體板間的庫侖引力為滑塊重力的0.2倍,兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25,只考慮滑塊運(yùn)動(dòng)軌跡所在處電荷對(duì)滑塊垂直接觸面的庫侖引力,滑塊在N處的能量損失不計(jì).(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2
(1)求滑塊第一次到N點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)求滑塊在NO段的加速度大;
(3)試通過計(jì)算分析滑塊能否再次回到N點(diǎn).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,小球甲從傾角θ=30°的光滑斜面上高h(yuǎn)=5cm的A點(diǎn)由靜止釋放,同時(shí)小球乙自C點(diǎn)以速度v0沿光滑水平面向左勻速運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)與斜面底端B處的距離L=0.4m.甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圓弧平穩(wěn)地朝乙追去.(取g=10m/s2)求:
(1)小球甲從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間.
(2)若釋放后經(jīng)過t=1s剛好追上乙,則小球乙的速度v0多大?

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同步練習(xí)冊(cè)答案