題目列表(包括答案和解析)
(12分)如圖甲所示,一豎直面內(nèi)的軌道是由粗糙斜面AB和光滑圓軌道BCD組成,AB與BCD相切于B點,C為圓軌道的最低點。將小物塊(可看作質(zhì)點)置于軌道ABC上離地面高為H處由靜止下滑,可用力傳感器測出其經(jīng)過C點時對軌道的壓力FN,F(xiàn)將小物塊放在ABC上不同高度處,讓H從零開始逐漸增大,傳感器測出小物塊每次從不同高度處下滑到C點時對軌道的壓力FN,得到如圖乙兩段直線PQ和QI,且IQ反向延長線與縱軸交點坐標(biāo)值為5 N,g取10 m/s2。
則
(1)小物塊的質(zhì)量m為多少?
(2)若小物塊由斜面上某點從靜止開始運動,恰好能通過圓軌道最高點D,求小物塊在C點對軌道的壓力FN大小為多少?
(3)小物塊在斜面上某點由靜止開始運動,并能通過C點。某同學(xué)根據(jù)圖象所給信息求出圓軌道半徑R=2m,軌道BC部分所對應(yīng)的圓心角為=60°。請你再結(jié)合圖象所給的信息求出斜面對小物體的滑動摩擦力大小為多少?
(12分)如圖甲所示,一豎直面內(nèi)的軌道是由粗糙斜面AB和光滑圓軌道BCD組成,AB與BCD相切于B點,C為圓軌道的最低點。將小物塊(可看作質(zhì)點)置于軌道ABC上離地面高為H處由靜止下滑,可用力傳感器測出其經(jīng)過C點時對軌道的壓力FN。現(xiàn)將小物塊放在ABC上不同高度處,讓H從零開始逐漸增大,傳感器測出小物塊每次從不同高度處下滑到C點時對軌道的壓力FN,得到如圖乙兩段直線PQ和QI,且IQ反向延長線與縱軸交點坐標(biāo)值為5 N,g取10 m/s2。
則
(1)小物塊的質(zhì)量m為多少?
(2)若小物塊由斜面上某點從靜止開始運動,恰好能通過圓軌道最高點D,求小物塊在C點對軌道的壓力FN大小為多少?
(3)小物塊在斜面上某點由靜止開始運動,并能通過C點。某同學(xué)根據(jù)圖象所給信息求出圓軌道半徑R=2m,軌道BC部分所對應(yīng)的圓心角為=60°。請你再結(jié)合圖象所給的信息求出斜面對小物體的滑動摩擦力大小為多少?
(10分)如圖所示,將傾角θ=30°、表面粗糙的斜面固定在地面上,用一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩個光滑的半徑很小的滑輪連接甲、乙兩物體(均可視為質(zhì)點),把甲物體放在斜面上且細(xì)繩與斜面平行,把乙物體懸在空中,并使細(xì)繩拉直且偏離豎直方向α=60°開始時甲、乙均靜止.現(xiàn)同時釋放甲、乙兩物體,乙物體將在豎直平面內(nèi)往返運動,測得繩長OA 為l=0.5 m,當(dāng)乙物體運動經(jīng)過最高點和最低點時, 甲物體在斜面上均恰好未滑動,已知乙物體的質(zhì)量為m=1 kg, 忽略空氣阻力, 取重力加速度g=10 m/s2. 求:
(1)乙物體在豎直平面內(nèi)運動到最低點時的速度大小以及所受的拉力大。ńY(jié)果可用根式表示).
(2)甲物體的質(zhì)量以及斜面對甲物體的最大靜摩擦力的大。
(3)斜面與甲物體之間的動摩擦因數(shù)μ(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(2013山東省威海質(zhì)檢)如圖甲所示,一豎直面內(nèi)的軌道是由粗糙斜面AB和光滑圓軌道BCD組成,AB與BCD相切于B點,C為圓軌道的最低點。將小物塊(可看作質(zhì)點)置于軌道ABC上離地面高為H處由靜止下滑,可用力傳感器測出其經(jīng)過C點時對軌道的壓力FN,F(xiàn)將小物塊放在ABC上不同高度處,讓H從零開始逐漸增大,傳感器測出小物塊每次從不同高度處下滑到C點時對軌道的壓力FN,得到如圖乙兩段直線PQ和QI,且IQ反向延長線與縱軸交點坐標(biāo)值為5 N,g取10 m/s2。則
(1)小物塊的質(zhì)量m為多少?
(2)若小物塊由斜面上某點從靜止開始運動,恰好能通過圓軌道最高點D,求小物塊在C點對軌道的壓力FN大小為多少?
(3)小物塊在斜面上某點由靜止開始運動,并能通過C點。某同學(xué)根據(jù)圖象所給信息求出圓軌道半徑R=2m,軌道BC部分所對應(yīng)的圓心角為=60°。請你再結(jié)合圖象所給的信息求出斜面對小物體的滑動摩擦力大小為多少?
題號
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21
答案
A
AC
D
C
B
B
BC
CD
22.(Ⅰ) (1)甲 (2)BC (3)2.0 1.50 1.0
(Ⅱ) (1)0.25 (2)小車滑行時所受摩擦阻力較大 (3)使導(dǎo)軌傾斜一定的角度以平衡摩擦力
23.解:⑴由題意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,說明此時小球速度方向與斜面平行,否則小球會彈起,所以υy = υ0tan53° (2分) υy2 = 2gh
(2分)
代入數(shù)據(jù),得υy =
⑵由υy = gt1得t1 = 0.4s (1分)
s =υ0t1 = 3×
⑶小球沿斜面做勻加速直線運動的加速度a = (1分)
初速度 =
=υt2
+ a
t22 (2分)
代入數(shù)據(jù),整理得
4t22 + 5t2 - 26 = 0
解得 t2 =
2s 或t2 = - 13s(不合題意舍去)
(1分)
所以t =
t1 + t2 = 2.4s (1分)
24.(1)小球在C處受水平向右的電場力F和豎直向下的重力G,加速度為g
則由 (3分)
(2)從A→B由動能定理得 (3分) (1分)
在B點,由牛頓運動定律得: (2分) 得 (1分)
(3) 小球從B點穿出后,在電場和重力場的復(fù)合場中做類平拋運動,由運動分解知識得:
水平方向: (3分)
豎直方向: (1分) 聯(lián)立解得:s=R/2 (2分)
由題意得: 虛線框MNPQ的高度h≥sBC+R= 寬度L≥2R (1分)
30.A.解析:設(shè)月球表面重力加速度為g,月球質(zhì)量為M.
∵球剛好完成圓周運動,∴小球在最高點有 (4分)
從最低點至最高低點有 (4分)
由①②可得 (3分)
∵在月球表面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為月球第一宇宙速度
∴ (4分)
B.解: (1)設(shè)滑塊到達(dá)B點的速度為v,由機(jī)械能守恒定律,有
.--------4分
(2)滑塊在傳送帶上做勻加速運動,受到傳送帶對它的滑動摩擦力,有mg =ma,滑塊對地位移為L,末速度為v0,則,得--------------4分
(3)產(chǎn)生的熱量等于滑塊與傳送帶之間發(fā)生的相對位移中克服摩擦力所做的功,即
為帶與滑塊間的相對位移,設(shè)所用時間為t,則, 3分
得。-----------4分
C.解:(1)設(shè)乙物體運動到最高點時,繩子上的彈力為T1,
對乙物體 =5N (2分)
當(dāng)乙物體運動到最低點時,繩子上的彈力為T2
對乙物體由機(jī)械能守恒定律: (3分)
又由牛頓第二定律: (2分)
得: =20N (2分)
(2)設(shè)甲物體的質(zhì)量為M,所受的最大靜摩擦力為f ,
乙在最高點時甲物體恰好不下滑,有: (2分)
乙在最低點時甲物體恰好不上滑,有: (2分)
可解得: (1分)
(1分)
D. 解:(1)在電荷由A移到B的過程中,電勢能增加了0.1J,所以電場力做功-0.1J
(2)由U=W/q,U=-0.1J/-2×10
(3)由E=U/d=U/ABCOS60O=5×105 (V/m)
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