【題目】在地面上方足夠高的地方,存在一個高度d0.5m相互作用區(qū)域”(下圖中畫有虛線的部分).一個小圓環(huán)A套在一根均勻直桿B上,AB的質(zhì)量均為m,若它們之間發(fā)生相對滑動時,會產(chǎn)生Ff0.5mg的摩擦力。開始時A處于B的最下端,B豎直放置,A相互作用區(qū)域的高度h0.8m,讓AB一起從靜止開始下落,只要A處于相互作用區(qū)域就會受到豎直向上、大小F3mg的恒力作用,而相互作用區(qū)域對處于其中的桿B不產(chǎn)生作用力。桿B在下落過程中始終保持豎直,且桿的長度能夠保證圓環(huán)A與桿不會分離。不計空氣阻力,取g10 m/s2.求:

(1)B的最下端剛進人相互作用區(qū)域時的速度大;

(2)圓環(huán)A通過相互作用區(qū)域所用的時間;

(3)為保證圓環(huán)A在空中運動過程中始終與桿不會分離,桿的最小長度。

【答案】(1)4.0m/s(2)0.2s(3)1.2m

【解析】

(1)設(shè)AB共同靜止下落至相互作用區(qū)域的速度為v1,則2gh,代入數(shù)據(jù)得

v14.0m/s

(2)A相互作用區(qū)域運動時,A受到重力mg、滑動摩擦力Ff和豎上向上的恒力F作用,設(shè)加速度大小為aA,運動時間為t,根據(jù)牛頓第二定律有

mgFfFmaA

代入數(shù)據(jù)得

aA=-15m/s2

由位移公式有,代入數(shù)據(jù)解得

t0.2st0.33s(不符題意,舍去)

(3)設(shè)B相互作用區(qū)域運動的加速度為aBA剛離開相互作用區(qū)域時,圓環(huán)A和直桿B的速度分別為vAvB,則:

mgFfmaB,vBv1aBt,vAv1aAt

代入數(shù)據(jù)解得

vA1m/svB5m/s

此過程二者相對滑動的距離

代入數(shù)據(jù)解得

s10.4m

設(shè)A離開相互作用區(qū)域后二者相對滑動過程的時間為t′,A的加速度為,則

二者相對滑動的距離

代入數(shù)據(jù)解得

則桿的最小長度

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=1m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源,F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.050kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰能靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R=4Ω。金屬導(dǎo)軌電阻不計,取g=10m/s2,已知sin37°=0.60cos37°=0.80。求:

(1)導(dǎo)體棒受到的安培力大;

(2)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小。

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【題目】質(zhì)量為m的蹦床運動員從離蹦床表面h髙處由靜止自由下落,與蹦床接觸后運動到最低點所用的時間為自由下落時間的倍,已知重力加速度為g,不計空氣阻力,則從與蹦床接觸到運動至最低點的過程中(

A.運動員對蹦床作用力沖量的大小大于蹦床對運動員作用力沖量的大小

B.運動員所受合力沖量大小小于蹦床對運動員作用力沖量的大小

C.合力對運動員的沖量大小等于m

D.運動員受到蹦床的平均作用力大小為(k+1mg

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【題目】為相距遙遠的兩顆行星,距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星、做勻速圓周運動,圖中縱坐標(biāo)表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方,兩條曲線分別表示、周圍的a與的反比關(guān)系,它們左端點橫坐標(biāo)相同,則

A.的平均密度比的大

B.的第一宇宙速度比的小

C.的向心加速度比的大

D.的公轉(zhuǎn)周期比的大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某日清晨,中國海監(jiān)船在執(zhí)行東海定期維權(quán)巡航執(zhí)法過程中,發(fā)現(xiàn)從事非法調(diào)查作業(yè)活動的某船只位于圖甲中的A處,預(yù)計在80秒的時間內(nèi)將到達圖甲的C處,我國海監(jiān)執(zhí)法人員立即調(diào)整好航向,沿直線BC從靜止出發(fā)恰好在運動了80秒時到達C處,而此時該非法船只也恰好到達C處,我國海監(jiān)部門立即對非法船只進行了驅(qū)趕.非法船只一直做勻速直線運動且ACBC距離相等,我國海監(jiān)船運動的vt圖象如圖乙所示。

(1)求非法船只的速度大;

(2)若海監(jiān)船加速與減速過程的加速度大小不變,海監(jiān)船從B處由靜止開始若以最短時間準(zhǔn)確停在C點,需要加速的時間為多少?

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【題目】如圖所示,有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,C、D為垂直于磁場的同一平面內(nèi)的兩點,它們之間的距離為l,今有一電荷量為e帶電粒子在此磁場中運動,它經(jīng)過C點時的速度的方向和磁場方向垂直,且與CD間的夾角,此粒子在運動中后來又經(jīng)過了D點,(不計重力)則下列說法正確的是(

A.帶電粒子帶正電

B.帶電粒子經(jīng)過C、D兩點后,速度方向偏轉(zhuǎn)

C.帶電粒子由C運動到D的時間為

D.帶電粒子的質(zhì)量為

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【題目】如圖所示,豎直向上的勻強電場中,一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上,上端連接一帶正電小球,小球靜止時位于N點且彈簧恰好處于原長狀態(tài)。保持小球的電荷量不變,現(xiàn)將小球提高到M點再由靜止釋放。則釋放后,小球從M運動到N的過程中(

A.小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變

B.小球運動的速度先增大后減小

C.彈簧彈性勢能的減少量等于小球動能的增加量

D.小球重力勢能的減少量等于小球電勢能的增加量

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【題目】如圖所示,電燈L的規(guī)格為“4V 1W”,滑動變阻器R的總電阻為.當(dāng)滑片P滑至某位置時,L恰好正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)為0.45A.由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時電流表示數(shù)變?yōu)?/span>0.5A,電壓表示數(shù)為10V.若導(dǎo)線連接完好,電路中各處接觸良好.試問:

1)發(fā)生的故障是短路還是斷路?發(fā)生在何處?

2)發(fā)生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為多大?

3)電源的電動勢和內(nèi)電阻為多大?

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【題目】如圖所示,甲、乙兩種粗糙面不同的傳送帶,傾斜于水平地面放置,以同樣恒定速率v向上運動.現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物體(視為質(zhì)點)輕輕放在A處,小物體在甲傳送帶上到達B處時恰好達到傳送帶的速率v;在乙傳送帶上到達離B豎直高度為hC處時達到傳送帶的速率v.已知B處離地面的高度皆為H.則在小物體從AB的過程中( )

A.兩種傳送帶與小物體之間的動摩擦因數(shù)甲比乙小

B.將小物體傳送到B處,兩種傳送帶消耗的電能一樣多

C.兩種傳送帶對小物體做功不相等

D.將小物體傳送到B處,兩種系統(tǒng)小物體與皮帶摩擦產(chǎn)生的熱量甲比乙多

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