【題目】如圖甲所示，固定的光滑半圓軌道的直徑PQ沿豎直方向，其半徑R的大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)，軌道上裝有壓力傳感器，其位置N始終與圓心O等高。質(zhì)量M=1kg、長度L=3m的小車靜置在光滑水平地面上，小車上表面與P點(diǎn)等高，小車右端與P點(diǎn)的距離s=2m。一質(zhì)量m=2kg的小滑塊以v0=6m/s的水平初速度從左端滑上小車，當(dāng)小車與墻壁碰撞后小車立即停止運(yùn)動。在R取不同值時(shí)，壓力傳感器讀數(shù)F與的關(guān)系如圖乙所示。已知小滑塊與小車表面的動摩擦因數(shù)μ= 0.2，取重力加速度g=10 m/s2。求：

(1)小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度v1的大��；

(2)圖乙中a和b的值。

【答案】(1)4m/s (2)a=1.25,b=40

【解析】

(1)小滑塊滑上小車后將做勻減速直線運(yùn)動，小車將做勻加速直線運(yùn)動；算出到兩者速度相等時(shí)，小車及滑塊的位移；發(fā)現(xiàn)速度相等時(shí)，小物塊恰到小車的最右端且此時(shí)車與墻相碰，可得小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度；

(2)據(jù)機(jī)械能守恒求得小滑塊到N點(diǎn)的速度，再對小滑塊在N點(diǎn)時(shí)受力分析，據(jù)牛頓第二定律求出對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式，從而求出圖乙中a和b的值。

(1) 小滑塊滑上小車后將做勻減速直線運(yùn)動，小車將做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)小滑塊的加速度大小為，小車加速度的大小為，由牛頓第二定律得：

對小滑塊，則

對小車，則

設(shè)小車與滑塊經(jīng)時(shí)間速度相等，則：

滑塊的位移

小車的位移

代入數(shù)據(jù)解得：、、

由于、，說明小滑塊恰到小車的最右端時(shí)，車與墻相碰，即小滑塊到達(dá)P點(diǎn)的速度

(2)設(shè)小滑塊到達(dá)N點(diǎn)的速度為，對N點(diǎn)的滑塊受力分析，由牛頓第二定律可得：

對小滑塊從P點(diǎn)到N點(diǎn)過程，應(yīng)用機(jī)械能守恒定律可得：

聯(lián)立解得：

則圖乙中的

圖線斜率，解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測定滑塊M與長木板間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)將長木板的一端通過轉(zhuǎn)軸固定在水平面上，另一端用墊塊墊起形成一個傾角θ,在長木板的另一端固定一個定滑輪，在墊塊上安裝一個光電門，在重物m上固定一個窄擋光條，通過一條輕質(zhì)細(xì)線將重物和滑塊連接起來并繞過定滑輪，如圖所示�，F(xiàn)讓重物從某標(biāo)記位置處由靜止釋放，它牽引滑塊運(yùn)動，若測得標(biāo)記處與光電門間的距離為h,寬度為d的擋光條過光電門的時(shí)間為t,且M=m,則滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ=_______。實(shí)驗(yàn)過程中h越大，實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果_______(填“越精確”“越不精確”或“都一樣”)；在保持h不變的情況下，調(diào)節(jié)墊塊使傾角θ越大，則實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果_______(填“越精確”“越不精確”或“都一樣”)。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】中央電視臺《今日說法》欄目報(bào)道了發(fā)生在湖南長沙某公路上的離奇交通事故：在公路轉(zhuǎn)彎處外側(cè)的李先生家門口，三個月內(nèi)連續(xù)發(fā)生了八次大卡車側(cè)翻的交通事故．經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示．為了避免卡車側(cè)翻事故再次發(fā)生，很多人提出了建議，下列建議中不合理的是（ ）．

A. 在進(jìn)入轉(zhuǎn)彎處設(shè)立限速標(biāo)志，提醒司機(jī)不要超速轉(zhuǎn)彎

B. 改進(jìn)路面設(shè)計(jì)，增大車輪與路面間的摩擦

C. 改造此段彎路，使彎道內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高

D. 將李先生的家搬走

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下圖是一個設(shè)計(jì)“過山車”的試驗(yàn)裝置的原理示意圖。斜面AB與豎直面內(nèi)的圓形軌道在B點(diǎn)平滑連接。斜面AB和圓形軌道都是光滑的。圓形軌道半徑為R。一個質(zhì)量為m的小車(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)由靜止釋放沿斜面滑下，小車恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)Ｃ。已知重力加速度為g。

求：(1)A點(diǎn)距水平面的高度h；

(2)在B點(diǎn)軌道對小車的支持力的大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖．線圈abcd在磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電．線圈的ab邊和cd邊連在兩個金屬滑環(huán)上，兩個滑環(huán)通過金屬片做的電刷和外電路相連．當(dāng)線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，關(guān)于電流方向以下判斷正確的（ ）

A. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖甲的位置時(shí)，線圈中的電流方向?yàn)?/span>d-c-b-a

B. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙的位置時(shí)，線圈中的電流方向?yàn)閍-b-c-d

C. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖丙的位置時(shí)，線圈中的電流方向?yàn)閐-c-b-a

D. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖丁的位置時(shí)，線圈中的電流方向?yàn)閍-b-c-d

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90°（大小不變）后，物體可能做（ ）

A. 加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動

B. 加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動

C. 加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動

D. 勻速直線運(yùn)動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某同學(xué)在研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，在小方格紙上畫出小球做平拋運(yùn)動的軌跡以后，又在軌跡上取出a、b、c、d四個點(diǎn)（軌跡已擦去）．已知小方格紙的邊長L=2.5cm，g取10m/s2．請你根據(jù)小方格紙上的信息，通過分析計(jì)算完成下面幾個問題：

（1）小球從a→b、b→c、c→d所經(jīng)歷的時(shí)間 （填“相等”或“不相等”）．

（2）平拋運(yùn)動在豎直方向上是自由落體運(yùn)動，根據(jù)小球從a→b、b→c、c→d的豎直方向位移差，求出小球從a→b、b→c、c→d所經(jīng)歷的時(shí)間是 ．

（3）再根據(jù)水平位移，求出小球平拋運(yùn)動的初速度v0= ．

（4）小球在b點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為 ．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在電荷量分別為2q和-q的兩個點(diǎn)電荷形成的電場中，電場線分布如圖所示，在兩點(diǎn)電荷連線上有a、b、c三點(diǎn)，且b、c兩點(diǎn)到正點(diǎn)電荷距離相等，則

A. 在兩點(diǎn)電荷之間的連線上存在一處電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)

B. 將一電子從a點(diǎn)由靜止釋放，它將在a、b間往復(fù)運(yùn)動

C. c點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢

D. 負(fù)試探電荷在a點(diǎn)具有的電勢能比在b點(diǎn)時(shí)具有的電勢能小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年下半年我國發(fā)射了北斗三號衛(wèi)星。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射需要經(jīng)過幾次變軌，例如某次變軌，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1上，然后在P處變軌到橢圓軌道2上，最后由軌道2在Q處變軌進(jìn)入圓軌道3，軌道1、2相切于P點(diǎn)，軌道2、3相切于Q點(diǎn)。忽略空氣阻力和衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則以下說法正確的是

A. 該衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2需要在P處減速

B. 該衛(wèi)星在軌道從軌道1到軌道2再到軌道3，機(jī)械能逐漸增大

C. 該衛(wèi)星在軌道3的動能大于在軌道1的動能

D. 該衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度小于在軌道2上Q點(diǎn)的加速度

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案