【題目】如圖所示,半徑的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個(gè)端點(diǎn)和圓心的連線與水平方向間的夾角θ=370,另一端點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn),其切線水平。一質(zhì)量M= 2kg、板長L =0.65m的滑板靜止在光滑水平地面上,左端緊靠C點(diǎn),其上表面所在平面與圓弧軌道C點(diǎn)和右側(cè)固定平臺(tái)D等高。質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中點(diǎn)以v0=0.6m/s的速度水平拋出,恰好從軌道的端沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道,然后沿圓弧軌道滑下經(jīng)C點(diǎn)滑上滑板。滑板運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)D時(shí)被牢固粘連。已知物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5,滑板右端到平臺(tái)D左側(cè)的距離s0.1m<s<0.5m范圍內(nèi)取值。取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8.求:

(1) 物塊到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度大小vB

(2) 物塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力

(3) 試討論物塊剛滑上平臺(tái)D時(shí)的動(dòng)能s的關(guān)系

【答案】(1) (2) 46N,方向豎直向下(3)

【解析】(1)AB,物塊做平拋運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系得:

vB=1m/s

(2)BC,物塊機(jī)械能守恒

解得:vC=3m/s

聯(lián)立解得FN=46N

根據(jù)牛頓第三定律FNˊ=FN,物塊在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為46N,方向豎直向下

(3) 物塊從C點(diǎn)滑上滑板后開始作勻減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑板開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊與滑板達(dá)共同速度時(shí),二者開始作勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)它們的共同速度為v,根據(jù)動(dòng)量守恒mvC=(m+M)v

解得 v=1m/s

對(duì)物塊,用動(dòng)能定理列方程:,解得:s1=0.8m

對(duì)滑板,用動(dòng)能定理列方程:,解得:s2=0.2m

由此可知物塊在滑板上相對(duì)滑過s=s1-s2=0.6m時(shí),小于0.65m,并沒有滑下去,二者就具有共同速度了(同速時(shí)物塊離滑板右側(cè)還有L-s=0.05m距離)。

①當(dāng)0.2m≤s<0.5m時(shí),物塊的運(yùn)動(dòng)是勻減速運(yùn)動(dòng)s1=0.8m,勻速運(yùn)動(dòng)s-s2,勻減速運(yùn)動(dòng)L-s=0.05m,滑上平臺(tái)D,根據(jù)動(dòng)能定理:

解得:EKD=0.25J

②當(dāng)0.1m<s<0.2m時(shí),物塊的運(yùn)動(dòng)是勻減速運(yùn)動(dòng)L+s,滑上平臺(tái)D。根據(jù)動(dòng)能定理:

解得:EKD =1.25-5s (J)

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】探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下:

A.讓小球多次從_____位置上滾下,在一張印有小方格的紙上記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置,如圖中a、b、cd所示.

B.按圖甲安裝好器材,注意斜槽末端水平,記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線.

C.取下白紙以O為原點(diǎn),以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡.

1)完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上.

2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_____

3)已知圖乙中小方格的邊長L=1.25cm,則小球平拋的初速度為v0=__________(用L、g表示),其值是_____(取g=9.8m/s2),小球在b點(diǎn)的速率為_____

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢E恒定,內(nèi)阻rR1為光敏電阻(其阻值隨光照的增強(qiáng)而減。ㄖ惦娮R2,R3,電表均為理想電表。則下列說法正確的是(

A. 當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí),電源的效率增大

B. 當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí),電容器的電荷量減小

C. 光照強(qiáng)度變化時(shí),電壓表示數(shù)的變化量和電流表示數(shù)的變化量之比不變

D. 若光敏電阻R1阻值變化范圍為2,則光照強(qiáng)度變化前后,ab段電路消耗的電功率可能相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(  )

A. 在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí),我們引用了公式F=,這個(gè)關(guān)系式實(shí)際上是牛頓第二定律,是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的

B. 在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí),我們引用了公式v=,這個(gè)關(guān)系式實(shí)際上是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)公式,它是由速度的定義式得來的

C. 在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí),我們引用了公式,這個(gè)關(guān)系式是開普勒第三定律,是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到證明的

D. 在探究太陽對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí),使用的三個(gè)公式,都是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到證明的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,靜止在水平面上的等邊三角形金屬線框,匝數(shù)n=20,總電阻R=2.5Ω,邊長L=0.3m,處在兩個(gè)半徑均為r=0.1m的圓形勻強(qiáng)磁場中,線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓心重合,線框底邊與左側(cè)圓直徑重合,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1垂直水平面向外;B2垂直水平面向里,B1、B2隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,線框一直處于靜止?fàn)顟B(tài),計(jì)算過程中取,下列說法正確的是( )

A. t=0時(shí)刻穿過線框的磁通量為0.5Wb

B. t=0.4s時(shí)刻線框中感應(yīng)電動(dòng)勢為1.5V

C. 0~0.6s內(nèi)通過線框橫截面電荷量為0.36C

D. 線框具有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】213日,平昌冬奧會(huì)女子單板滑雪U型池項(xiàng)目中,我國選手劉佳宇榮獲亞軍,為我國奪得首枚獎(jiǎng)牌。如圖為U型池模型,其中A、BU型池兩側(cè)邊緣,CU型池最低點(diǎn),U型池軌道各處粗糙程度相同。一小球在池邊高h處自由下落由左側(cè)進(jìn)入池中,從右側(cè)飛出后上升的最大高度為h/2,下列說法正確的是

A. 小球再次進(jìn)入池中后,能夠沖出左側(cè)邊緣A然后返回

B. 小球再次進(jìn)入池中后,剛好到達(dá)左側(cè)邊緣A然后返回

C. AC過程與由CB過程相比,小球損耗機(jī)械能相同

D. AC過程與由CB過程相比,前一過程小球損耗機(jī)械能較小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在某均勻介質(zhì)中,甲、乙兩波源位于O點(diǎn)和Q點(diǎn),分別產(chǎn)生向右和向左傳播的同性質(zhì)簡諧橫波,某時(shí)刻兩波波形如圖中實(shí)線和虛線所示,此時(shí),甲波傳播到x=24m處,乙波傳播到x=12m處,已知甲波波源的振動(dòng)周期為0.4s,下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)

A.甲波波源的起振方向?yàn)?/span>y軸正方向

B.甲波的波速大小為20m/s

C.乙波的周期為0.6s

D.甲波波源比乙波波源早振動(dòng)0.3s

E.從圖示時(shí)刻開始再經(jīng)0.6s,x=12m處的質(zhì)點(diǎn)再次到達(dá)平衡位置

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)為了測量某阻值約為的金屬棒的電阻率,進(jìn)行了如下操作:分別使用10分度游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量金屬棒的長度L和直徑d,某次測量的示數(shù)如題圖1和題圖2所示,長度L= ______ mm,直徑d= ______ mm

現(xiàn)備有下列器材:待測金屬棒:Rx(阻值約);電壓表:V1(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ);V2(量程15V,內(nèi)阻約9kΩ);電流表:A1(量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω);A2(量程3A,內(nèi)阻約0.05Ω);

電源:E1(電動(dòng)勢3V,內(nèi)阻不計(jì));滑動(dòng)變阻器:R1(最大阻值約20Ω);R2(最大阻值約1000Ω);開關(guān)S;導(dǎo)線若干.

若滑動(dòng)變阻器采用限流接法,為使測量盡量精確,電壓表應(yīng)選 ______ ,電流表應(yīng)選 ______ ,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 ______ (均選填器材代號(hào)).正確選擇儀器后請(qǐng)?jiān)趫D3中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接_________.用伏安法測得該電阻的電壓和電流,并作出其伏安特性曲線如圖4所示,若圖象的斜率為k,則該金屬棒的電阻率ρ= ______ .(用題目中所給各個(gè)量的對(duì)應(yīng)字母進(jìn)行表述)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】測繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有:“3V 1.8W的小燈泡、電流表A0-0.6,內(nèi)阻約為0.1Ω)、電壓表V(0-3V,內(nèi)阻約為4kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0-10Ω2A),以及干電池兩節(jié)、電鍵和導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)要求保證器材的安全,燈泡兩端的電壓能從0開始連續(xù)調(diào)節(jié),測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。

(1)為了盡可能減小誤差,實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)采用______。ㄟx填內(nèi)接外接)法,采用正確的方式測出的小燈泡的電阻值______。ㄟx填大于”“小于等于)電阻的真實(shí)值。

(2)畫出一個(gè)合理的電路圖_______

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