【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一傾角θ=37°的傳送帶,兩皮帶輪AB軸心之間的距離L=3.2m,沿順時(shí)針?lè)较蛞?/span>v0=2m/s勻速運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量m=2kg的物塊P從傳送帶頂端無(wú)初速度釋放,物塊P與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。物塊P離開(kāi)傳送帶后在C點(diǎn)沿切線(xiàn)方向無(wú)能量損失地進(jìn)入半徑為的光滑圓弧形軌道CDF,并沿軌道運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)F,與位于圓弧軌道最低點(diǎn)的物塊Q發(fā)生彈性正碰,物塊P和Q均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物塊P從傳送帶離開(kāi)時(shí)的動(dòng)量;
(2)傳送帶對(duì)物塊P做功為多少;
(3)物塊P與物塊Q碰撞后均不能離開(kāi)光滑圓弧形軌道,物塊Q質(zhì)量M的取值范圍。
【答案】(1)8kgm/s;(2)-22.4J;(3)
【解析】
(1)物塊在未到達(dá)與傳送帶共速之前,所受摩擦力方向沿傳送帶向下,由牛頓第二定律得:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
解得
a1=10m/s2
達(dá)到傳送帶的速度所需時(shí)間
沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的位移
當(dāng)物塊P的速度與傳送帶共速后,由于mgsinθ>μmgcosθ,所以物塊P所受摩擦力方向沿傳送帶向上,由牛頓第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得
a2=2m/s2
物塊P以加速度a2運(yùn)動(dòng)的距離為
x2=L-x1=3m
設(shè)物塊P運(yùn)動(dòng)到傳送帶底端的速度為v1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
v12-v02=2a2x2
解得
v1=4m/s
則動(dòng)量
P=mv1=8kgm/s
方向與水平方向成37°斜向右下;
(2)物塊從頂端到底端,根據(jù)動(dòng)能定理
解得傳送帶對(duì)物塊做功為
W=-22.4J
(3)設(shè)物塊P運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的速度為v2,由動(dòng)能定理得
解得
v2=6m/s
物塊P與物塊Q發(fā)生完全彈性碰撞,并設(shè)物塊P碰撞后的速度為v3,物塊Q碰撞后的速度為v4,則兩物塊的碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒
mv2=mv3+Mv4
碰撞前后動(dòng)能之和不變
解得
若P與Q碰后速度同向,則且 要使得兩物塊均不離開(kāi)圓軌道,則
解得
若P與Q碰后速度反向,則m<M,物塊P與物塊Q碰撞后均不能離開(kāi)光滑圓弧形軌道,則
解得
綜上所述物塊P與物塊Q碰撞后均不能離開(kāi)光滑圓弧形軌道,則.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,粗糙水平圓盤(pán)上,質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起,隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.物塊A、B的運(yùn)動(dòng)屬于勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.B的向心力是A的向心力的2倍
C.盤(pán)對(duì)B的摩擦力是B對(duì)A的摩擦力的2倍
D.若B先滑動(dòng),則B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μA小于盤(pán)與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μB
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,高速公路收費(fèi)站都設(shè)有“ETC”通道(即不停車(chē)收 費(fèi)通道),設(shè)ETC車(chē)道是筆直的,由于有限速,汽車(chē)通過(guò)時(shí)一般是先減速至某一限定速度,然后勻速通過(guò)電子收費(fèi)區(qū),再加速駛離(將減速和加速過(guò)程都看作加速度大小相等的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))。設(shè)汽車(chē)開(kāi)始減速的時(shí)刻t=0,下列四幅圖能與汽車(chē)通過(guò)ETC的運(yùn)動(dòng)情況大致吻合的是:
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落,利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
(1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn),下列操作中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是____。
A.重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘
B.兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對(duì)正
C.精確測(cè)量出重物的質(zhì)量
D.用手托穩(wěn)重物,接通電源后,撒手釋放重物
(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50 Hz的交流電源上,按正確操作得到了一條完整的紙帶,由于紙帶較長(zhǎng),圖中有部分未畫(huà)出,如圖所示。紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn),其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個(gè)點(diǎn)。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測(cè)出,利用下列測(cè)量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有_____。
A.OA、AD和EG的長(zhǎng)度 B.OC、BC和CD的長(zhǎng)度
C.BD、CF和EG的長(zhǎng)度 D.AC、BD和EG的長(zhǎng)度
(3)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>9.80m/s2,甲組同學(xué)所用重物的質(zhì)量為m=1.0kg,得到紙帶如下圖,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打O點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi),重錘動(dòng)能的增加量為_____J,重力勢(shì)能的減少量為_____J,利用該裝置可以測(cè)量重錘下落的加速度a=_____m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(4)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒,在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v,描繪v2-h圖像,并做如下判斷:若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn),則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確_____________________________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xOy面向里,第四象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁場(chǎng)與電場(chǎng)圖中均未畫(huà)出。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子自y軸的P點(diǎn)沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限。已知P點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-l),Q點(diǎn)坐標(biāo)為(2l,0),不計(jì)粒子重力。
(1)求粒子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;
(2)若粒子在第一象限的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧上端固定,下端系一物體。 物體在A處時(shí),彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài),F(xiàn)用手托住物體使它靜止在A處,撤去手,物體將下落到達(dá)最低點(diǎn)B處,不考慮空氣阻力。關(guān)于此過(guò)程,下列說(shuō)法正確的有( 。
A.彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小
B.彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大
C.物體的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和先減小后增大
D.物體的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和先增大后減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,傾角為θ=53°的粗糙斜面AB在B點(diǎn)與光滑圓弧軌道BCD相切,且ABCD平面豎直,圓弧軌道半徑R=1m,C、D兩點(diǎn)分別為圓弧的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量m=0.5kg的小滑塊從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放,恰好能通過(guò)圓弧軌道最高點(diǎn)D,小滑塊與斜面AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 求:(已知sin53°=0. 8,cos53°=0. 6,g=10m/s2)
(1)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小球支持力FN的大小;
(2)A、C兩點(diǎn)間的高度h(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩點(diǎn)分別位于大、 小輪的邊緣上,C 點(diǎn)位于大輪半徑的中點(diǎn),大輪的半徑是小輪的2倍,它們之間靠摩擦傳動(dòng),接觸面上沒(méi)有滑動(dòng)。則( 。
A.A、B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等
B.A、B兩點(diǎn)的角速度大小相等
C.A、C兩點(diǎn)的向心加速度大小相等
D.B、C兩點(diǎn)的向心加速度大小相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,垂直紙面水平放置一根長(zhǎng)為L、質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線(xiàn),電流方向垂直紙面向里.欲使導(dǎo)線(xiàn)靜止于斜面上,則外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向可以是( )
A. B=mgsinθ/IL,方向垂直斜面向下
B. B=mgtanθ/IL,方向豎直向下
C. B=mg/IL,方向水平向左
D. B=mgcosθ/IL,方向水平向左
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