分析 (1)物塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中的位移與時(shí)間的關(guān)系x=12t-5t2,根據(jù)待定系數(shù)法可以判斷初速度和加速度的值.
(2)對(duì)物體受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律,列方程計(jì)算摩擦力,在根據(jù)功的定義計(jì)算摩擦力做的功.
(3)根據(jù)CB段勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間關(guān)系得出物體運(yùn)動(dòng)的加速度,從而根據(jù)牛頓第二定律求出動(dòng)摩擦因數(shù),因?yàn)槲矬w恰好到達(dá)P點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得出P點(diǎn)的速度,通過機(jī)械能守恒定律得出B點(diǎn)的速度,然后通過勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出B、C兩點(diǎn)間的距離x.
(4)根據(jù)動(dòng)能定理判斷物體能否返回時(shí)回到與O點(diǎn)等高的位置,若不能回到等高的位置,則小球?qū)⒉粫?huì)脫離軌道.
解答 解:(1)由x=12t-4t2知,物塊在C點(diǎn)速度為 v0=12m/s,物塊從C運(yùn)動(dòng)到B過程中的加速度大小為a=8m/s2.
(2)設(shè)物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,彈簧對(duì)物塊所做的功為W,
由動(dòng)能定理得:W-mgsin37°•CD=\frac{1}{2}mv_0^2
代入數(shù)據(jù)得:W=\frac{1}{2}mv_0^2+mgsin{37°}•CD=156J
(3)設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,由牛頓第二定律得
mgsinθ+μmgcosθ=ma
代入數(shù)據(jù)解得μ=0.25
物塊在P點(diǎn)的速度滿足 mg=\frac{2V_P^2}{R}
物塊從B運(yùn)動(dòng)到P的過程中機(jī)械能守恒,則有
\frac{1}{2}mv_B^2=\frac{1}{2}mv_P^2+mg{h_{PB}}
物塊從C運(yùn)動(dòng)到B的過程中有 v_B^2-v_0^2=-2ax
由以上各式解得 x=\frac{49}{8}m
(4)假設(shè)物塊第一次從圓弧軌道返回并與彈簧相互作用后,能夠回到與O點(diǎn)等高的位置Q點(diǎn),且設(shè)其速度為vQ,
由動(dòng)能定理得
\frac{1}{2}mv_Q^2-\frac{1}{2}mv_P^2=mgR-2μmgxcos37°
解得v_Q^2=-19<0
可見物塊返回后不能到達(dá)Q點(diǎn),故物塊在以后的運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)脫離軌道.
答:
(1)物塊從C 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中的初速度為12m/s,加速度大小為8m/s2;
(2)若CD=1m,物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,彈簧對(duì)物塊所做的功為156J;
(3)B、C兩點(diǎn)間的距離x為\frac{49}{8}m;
(4)物塊在以后的運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)脫離軌道.
點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律以及牛頓第二定律,對(duì)學(xué)生的能力要求較高,關(guān)鍵理清物體的運(yùn)動(dòng)情況,選擇合適的規(guī)律進(jìn)行求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是A點(diǎn)指向B點(diǎn) | B. | 電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)一定比B點(diǎn)高 | ||
C. | 小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在B點(diǎn)小 | D. | 小球在A點(diǎn)的動(dòng)能一定比在B點(diǎn)大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 躍遷過程中將釋放5種頻率的光子 | |
B. | 躍遷過程中釋放光子的最小能量為1.89eV | |
C. | 躍遷過程中釋放光子的最大能量為13.6eV | |
D. | 躍遷過程中釋放的光子有4種能引起光電效應(yīng) |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | LA不變,LB增大 | B. | LA不變,LB減小 | C. | LA減小,LB增大 | D. | LA增大,LB減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 若只增大m,則拉力F做功不變 | B. | 若只增大m,則長(zhǎng)木板末動(dòng)能增大 | ||
C. | 若只增大M,則小木塊末動(dòng)能不變 | D. | 若只增大F,則小木塊末動(dòng)能不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 飄落的樹葉 | B. | 被起重機(jī)勻加速吊起的物體 | ||
C. | 做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球 | D. | 沿斜面勻速下滑的物體 |
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