(14分)如圖,傾角為θ的斜面固定在水平地面上(斜面底端與水平地面平滑連接),A點位于斜面底端,AB段斜面光滑,長度為s,BC段足夠長,物體與BC段斜面、地面間的動摩擦因數(shù)均為μ。質(zhì)量為m的物體在水平外力F的作用下,從A點由靜止開始沿斜面向上運動,當(dāng)運動到B點時撤去力F。求:
(1)物體上滑到B點時的速度vB;
(2)物體最后停止時距離A點的距離。
(1)(2)若mgsinθ≤μmgcosθ時,物體最后停止時距離A點的距離 .若mgsinθ>μmgcosθ時,最后在水平面上滑行的距離為
解析試題分析:(1)對于物體從A到B的過程,由動能定理得:
則得:
(2)設(shè)物體運動到最高點時距離A點的距離為x.對整個過程,由動能定理得:
Fscosθ-mgxsinθ-μmg(x-s)cosθ=0
解得:
若mgsinθ≤μmgcosθ時,物體最后停止時距離A點的距離 .
若mgsinθ>μmgcosθ時,物體下滑,設(shè)最后在水平面上滑行的距離為S′.對全過程,由動能定理得:
Fs-2μmg(x-s)cosθ-μmgS′=0
則得:
考點:動能定理的應(yīng)用。
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
如圖所示,A、B和C、D為兩對帶電金屬極板,長度均為l,其中A、B兩板水平放置,間距為d,A、B間電壓為U1;C、D兩板豎直放置,間距也為d,C、D間電壓為U2。有一初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量為e的電子經(jīng)電壓U0加速后,平行于金屬板進入電場,則電子進入該電場時的速度大小為 ;若電子在穿過電場的過程中始終未與極板相碰,電子離開該電場時的動能為_____________。(A、B、C、D四塊金屬板均互不接觸,電場只存在于極板間,且不計電子的重力)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊從光滑斜面頂端的A點由靜止開始下滑,A點到水平地面BC的高度H=2m,通過水平地面BC(BC=2m)后滑上半徑為R=1m的光滑1/4圓弧面CD,上升到D點正上方0.6m(圖中未畫出最高點)后又再落下。(設(shè)各軌道連接處均平滑且物塊經(jīng)過時無能量損失, g取10 m/s2)。求:
(1)物塊第一次到達B點時的速度vB;
(2)物塊第一次從B到C克服阻力所做的功;
(3)物塊最終停在距B點右側(cè)多遠處?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
為了研究過山車的原理,某興趣小組提出了下列設(shè)想:取一個與水平方向夾角為37°、長為l = 2.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的。其AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個小物塊以初速度v0=4.0m/s從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰好沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下.已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù) μ = 0.50.(g=10m/s2、sin37°= 0.60、cos37° =0.80)
⑴求小物塊到達A點時速度。
⑵要使小物塊不離開軌道,并從軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
⑶為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,一滑板愛好者總質(zhì)量(包括裝備)為50kg,從以O(shè)為圓心,半徑為R=1.6m光滑圓弧軌道的A點(α=600)由靜止開始下滑,到達軌道最低點B后(OB在同一豎直線上),滑板愛好者沿水平切線飛出,并恰好從C點以平行斜面方向的速度進入傾角為37°的斜面,若滑板與斜面的動摩擦因素為μ=0.5,斜面長S="6" m,(g=10m/s2,sin370=0.6;cos370=0.8)求:
(1)滑板愛好者在B、C間運動的時間;
(2)滑板愛好者到達斜面底端時的速度大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖甲所示,水平加速電場的加速電壓為U0,在它的右側(cè)有由水平正對放置的平行金屬板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場,已知偏轉(zhuǎn)電場的板長L="0.10" m,板間距離d=5.0×10-2m,兩板間接有如圖15乙所示的隨時間變化的電壓U,且a板電勢高于b板電勢。在金屬板右側(cè)存在有界的勻強磁場,磁場的左邊界為與金屬板右側(cè)重合的豎直平面MN,MN右側(cè)的磁場范圍足夠大,磁感應(yīng)強度B=5.0×10-3T,方向與偏轉(zhuǎn)電場正交向里(垂直紙面向里)。質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電壓U0=50V的加速電場后,連續(xù)沿兩金屬板間的中線OO′方向射入偏轉(zhuǎn)電場中,中線OO′與磁場邊界MN垂直。已知帶電粒子的比荷=1.0×108C/kg,不計粒子所受的重力和粒子間的相互作用力,忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng),在每個粒子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時間內(nèi),偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變。
(1)求t=0時刻射入偏轉(zhuǎn)電場的粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離;
(2)求粒子進入磁場時的最大速度;
(3)對于所有進入磁場中的粒子,如果要增大粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離,應(yīng)該采取哪些措施?試從理論上推理說明。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖(甲)所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道相距l(xiāng)=1m,兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接,一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直,靜止放在軌道上,軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上,現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿,拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖(乙)所示,當(dāng)拉力達到最大時,導(dǎo)體桿開始做勻速運動,當(dāng)位移s=2.5m時撤去拉力,導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s' 后停下,在滑行s' 的過程中整個電路產(chǎn)生的焦耳熱為16J。求:
(1)拉力F作用過程中,通過電阻R上電量q;
(2)導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度vm;
(3)拉力F作用過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,傾角為θ=30°的斜面固定在地面上,物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=,輕彈簧下端固定在斜面底端,彈簧處于原長時上端位于B點,開始時物體A到B的距離為L=1 m,現(xiàn)給A一個沿斜面向下的初速度v0=2 m/s,使物體A開始沿斜面向下運動,物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好被彈回到B點,取g=10 m/s2(不計空氣阻力),求:
(1)物體A第一次運動到B點時的速度大。
(2)彈簧的最大壓縮量。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
滑板項目是極限運動歷史的鼻祖,許多的極限運動項目均由滑板項目延伸而來。50年代末60年代初由沖浪運動演變而成的滑板運動,在而今已成為流行運動。 將滑板運動簡化成如圖所示,AB和CD是一段圓弧形軌道,BC是一段長7m的水平軌道.一運動員從AB軌道上P點以6m/s的速度下滑,經(jīng)BC軌道后沖上CD軌道,到Q點時速度減為零.已知運動員的質(zhì)量50kg,h=1.4m,H=1.8m,不計圓弧軌道上的摩擦。(g=10m/s2)求:
(1)運動員第一次經(jīng)過B點時的速度是多少?
(2)運動員與BC軌道的動摩擦因數(shù)?
(3)運動員最后停在BC軌道上距B為多少米處?
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