【題目】如圖,一輕彈簧原長(zhǎng)為2R,其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處,另一端位于直軌道上B處,彈簧處于自然狀態(tài),直軌道與一半徑為 的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn),AC=7R,A、B、CD均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小物塊PC點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫出),隨后P沿軌道被彈回,最高點(diǎn)到達(dá)F點(diǎn),AF=4R,已知P與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),重力加速度大小為g。(取sin370=0.6,cos370=0.8)

(1)求P第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大小。

(2)求P運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能。

(3)改變物塊P的質(zhì)量,將P推至E點(diǎn),從靜止開(kāi)始釋放。已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后,恰好通過(guò)G點(diǎn)。G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方,與C點(diǎn)水平相距、豎直相距R,求P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P的質(zhì)量。

【答案】(1)(2)2.4mgR(3)m1=m/3

【解析】試題分析:(1)根據(jù)題意知,B、C之間的距離l

l=7R–2R①

設(shè)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,由動(dòng)能定理得

式中θ=37°,聯(lián)立①②式并由題給條件得

2)設(shè)BE=x。P到達(dá)E點(diǎn)時(shí)速度為零,設(shè)此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep。PB點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有

EF之間的距離l1

l1=4R–2R+x⑤

P到達(dá)E點(diǎn)后反彈,從E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有

Ep–mgl1sin θ–μmgl1cos θ=0⑥

聯(lián)立③④⑤⑥式并由題給條件得

x=R⑦

3)設(shè)改變后P的質(zhì)量為m1。D點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離x1和豎直距離y1分別為

式中,已應(yīng)用了過(guò)C點(diǎn)的圓軌道半徑與豎直方向夾角仍為θ的事實(shí)。

設(shè)PD點(diǎn)的速度為vD,由D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到G點(diǎn)的時(shí)間為t。由平拋運(yùn)動(dòng)公式有

x1=vDt

聯(lián)立⑨⑩式得

設(shè)PC點(diǎn)速度的大小為vC。在PC運(yùn)動(dòng)到D的過(guò)程中機(jī)械能守恒,有

PE點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,同理,由動(dòng)能定理有

聯(lián)立⑦⑧式得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,abc為半徑為r的半圓,圓心為O,cde為半徑為2r1/4圓弧,兩圓孤相切于c點(diǎn),空間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電微粒1、2分別由a、e兩點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始沿圓弧運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間c點(diǎn)相碰,碰撞時(shí)間很短,碰后結(jié)合成個(gè)微粒3,微粒3經(jīng)時(shí)間第一次到達(dá)0點(diǎn)。不計(jì)微粒的重力和微粒間的相互作用,則

A. 微粒1帶正電

B. 微粒3可能沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)到0點(diǎn)

C. 微粒12的電荷量之比為=3:1

D. =2:5

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻為r,R1,R3,R4均為定值電阻,電表均為理想電表,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右移動(dòng),電流表、電壓表示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為△I、 △U,則關(guān)于該電路下列結(jié)論中正確的是( )

A. 電阻R1被電流表短路

B. △U/△I<r

C. 電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小

D. 外電路總電阻變小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律之后在卡文迪許生活的年代,地球的半徑經(jīng)過(guò)測(cè)量和計(jì)算已經(jīng)知道約6400千米,因此卡文迪許測(cè)出引力常量G后,很快通過(guò)計(jì)算得出了地球的質(zhì)量。1798年,他首次測(cè)出了地球的質(zhì)量數(shù)值,卡文迪許因此被人們譽(yù)為“第一個(gè)稱地球的人”。若已知地球半徑為R地球表面的重力加速度為g,萬(wàn)有引力常量為G,忽略地球的自轉(zhuǎn)。

a求地球的質(zhì)量;

b.若一衛(wèi)星在距地球表面高為h的軌道上繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),求該衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期;

(2)牛頓時(shí)代已知如下數(shù)據(jù):月球繞地球運(yùn)行的周期T、地球半徑R、月球與地球間的距離60R、地球表面的重力加速度g。牛頓在研究引力的過(guò)程中,為了驗(yàn)證地面上物體的重力與地球吸引月球的力是同一性質(zhì)的力,同樣遵從與距離的平方成反比規(guī)律的猜想,他做了著名的“月地檢驗(yàn)”:月球繞地球近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。牛頓首先從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度計(jì)算出了月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度;接著他設(shè)想,把一個(gè)物體放到月球軌道上,讓它繞地球運(yùn)行,假定物體在地面受到的重力和在月球軌道上運(yùn)行時(shí)受到的引力,都是來(lái)自地球的引力,都遵循與距離的平方成反比的規(guī)律,他又從動(dòng)力學(xué)的角度計(jì)算出了物體在月球軌道上的向心加速度。上述兩個(gè)加速度的計(jì)算結(jié)果是一致的,從而證明了物體在地面上所受的重力與地球吸引月球的力是同一性質(zhì)的力,遵循同樣規(guī)律的設(shè)想。根據(jù)上述材料:

a請(qǐng)你分別從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度和動(dòng)力學(xué)的角度推導(dǎo)出上述兩個(gè)加速度的表達(dá)式;

b.已知月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期約為T=2.4×106s,地球半徑約為R=6.4×106m,取π2=g.結(jié)合題中的已知條件,求上述兩個(gè)加速度的比值,并得出合理的結(jié)論。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿 x 軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源分別位于 x= -0.2m 和 x=1.2m 處,兩列波的速度均為 v=0.4m/s,兩列波的振幅均為 2cm.圖示為 t=0 時(shí)刻兩 列波的圖象(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置處于 x=0.2m 和 x=0.8m 的 P、Q 兩質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng).質(zhì)點(diǎn) M 的平衡位置處于 x=0.5m 處,下列說(shuō) 法正確的是

A. 兩列波的周期均為 1s

B. t=0.75s 時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn) P、Q 都運(yùn)動(dòng)到 M 點(diǎn)

C. 質(zhì)點(diǎn) M 的起振方向沿 y 軸負(fù)方向

D. t=2s 時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn) M 的縱坐標(biāo)為-2cm

E. 在 0~2s 這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn) M 通過(guò)的路程為 20cm

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,小型理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為3:1,原線圈與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),在a、b兩點(diǎn)間接上U=21V的正弦交流電,副線圈端連有四只相同的小燈泡,燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)燈泡正常發(fā)光,再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使開(kāi)關(guān)閉合時(shí)燈泡也能正常發(fā)光.不考慮導(dǎo)線電阻對(duì)電路的影響,則開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)到閉合,滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值之比為

A. 4:3 B. 2:1 C. 2:3 D. 3:2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊靜止在傾角為37°的足夠長(zhǎng)的固定斜面的底端,斜面的底面為零勢(shì)能面.先用一沿斜面向上的恒力F拉物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一段距離后撤去拉力,物塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能隨位移變化的規(guī)律如圖乙所示.物塊的質(zhì)量為2kg,已知重力加速度g=10m/s2,求:

(1)物塊在拉力作用下加速度的大;

(2)從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,正方形與圓位于同一平面內(nèi),正方形的中心與與圓的圓心重合于O點(diǎn),ab、cd分別是正方形兩條邊的中垂線,M、N為圓周上的點(diǎn),正方形四角有等量點(diǎn)電荷則下列說(shuō)法正確的是

AM、N兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)均相同

B虛線圓周為電場(chǎng)的一條等勢(shì)線

C若一正電荷從M點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn),該正電荷受到的電場(chǎng)力一直減小

D若將某一負(fù)電荷從M點(diǎn)沿折線M→O→N運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),電場(chǎng)力始終不做功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一輛電動(dòng)遙控小車停在水平地面上,小車質(zhì)量M=3kg。質(zhì)量為m=1kg的小物快(可視為質(zhì)點(diǎn))靜置在車板上某處,物塊與車板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,F(xiàn)在啟動(dòng)小車,使小車由靜止開(kāi)始以加速度a=2m/s2向右勻加速行駛,當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=1s時(shí)物塊從車板上滑落。已知小車受到地面的摩擦阻力是小車對(duì)地面壓力的1/10。不計(jì)空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)物塊離開(kāi)小車時(shí),物塊的速度大;

(2)0~1s時(shí)間內(nèi)小車的牽引力做的功。

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