【題目】如圖,一個質量為m=0.6kg 的小球以某一初速度v0=2m/s從P點水平拋出,從粗糙圓弧ABC的A點的切線方向進入(不計空氣阻力,進入圓弧時無機械能損失)且恰好沿圓弧通過最高點C,已知圓弧的半徑R=0.3m,θ=60 0 , g=10m/s2 . 試求:
(1)小球到達A點時的速度vA的大。
(2)P點與A點的豎直高度H;
(3)小球從圓弧A點運動到最高點C的過程中克服摩擦力所做的功W.
【答案】
(1)解:小球恰好從圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧,則小球到A點的速度與水平方向的夾角為θ,所以:
答:小球到達A點時的速度vA的大小為4m/s;
(2)vy=vAsinθ=4× m/s=2 m/s
由平拋運動的規(guī)律得:vy2=2gh
帶入數(shù)據(jù)解得:h=0.6m
答:P點與A點的豎直高度H為0.6m;
(3)物體剛好過C點,則有:mg=m
A到C的運動過程中,運用動能定理得:
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:W=1.2J
答:小球從圓弧A點運動到最高點C的過程中克服摩擦力所做的功W為1.2J.
【解析】(1)根據(jù)題意小球A點的切線方向進入圓弧且 無機械能損失,利用速度的合成和分解可以求出小球到達A點時的速度。
(2)從P點到A點小球做平拋運動,先求豎直方向上的分速度,再根據(jù)豎直方向上做勻加速直線運動求出高度。
(3)小球恰好沿圓弧通過最高點C,說明在最高點時重力提供向心力,從A到C的運動中,運用動能定理可以求出摩擦力做功。
【考點精析】本題主要考查了向心力和動能定理的綜合應用的相關知識點,需要掌握向心力總是指向圓心,產生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小;向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運動的質點受力情況時,千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力;應用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷才能正確解答此題.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質量為M=2kg的足夠長的小平板車靜止在光滑水平面上,車的一端靜止著質量為MA=2kg的物體A(可視為質點).一個質量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后,速度變?yōu)閘00m/s,最后物體A靜止在車上.若物體A與小車間的動摩擦因數(shù)=0.5(g取10m/s2)
①平板車最后的速度是多大?
②全過程損失的機械能為多少?
③A在平板車上滑行的距離為多少?
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【題目】如圖所示,一足夠長的木板靜止在水平面上,質量M=0.4kg,長木板與水平面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,一質量m=0.4kg的小滑塊以v0=1.8m/s的速度從長木板的右端滑上長木板,滑塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ2=0.4,小滑塊可看成質點,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小滑塊剛滑上長木板時,長木板的加速度大小a1和小滑塊加速度大小a2;
(2)小滑塊與長木板速度相等時,小滑塊相對長木板上滑行的距離L;
(3)從小滑塊滑上長木板到最后靜止下來的過程中,小滑塊運動的總距離S.
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【題目】如圖所示為某學校一套校內備用供電系統(tǒng),由一臺內阻為1Ω的發(fā)電機向全校11個教室(每個教室有“220V,40W“的白熾燈6盞)供電.如果輸電線的總電阻R是4Ω,升壓變壓器和降壓變壓器(都認為是理想變壓器)的匝數(shù)比分別是1:4和4:1,那么:
(1)發(fā)電機的輸出功率應是多大?
(2)發(fā)電機的電動勢是多大?
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【題目】同學利用圖(a)所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化.物塊放在桌面上,細繩的一端與物塊相連,另一端跨過滑輪掛上鉤碼.打點計時器固定在桌面左端,所用交流電源頻率為50Hz.紙帶穿過打點計時器連接在物塊上.啟動打點計時器,釋放物塊,物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動.打點計時器打出的紙帶如圖(b)所示(圖中相鄰兩點間有4個點未畫出).
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析,該同學認為物塊的運動為勻加速運動.回答下列問題:
(1)在打點計時器打出B點時,物塊的速度大小為_____m/s.在打出D點時,物塊的速度大小為_____m/s;(保留兩位有效數(shù)字)
(2)物塊的加速度大小為_____m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=51Hz,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比_____(填“偏大”“偏小”或“不變”).
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【題目】如圖所示,半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直放置,A與圓心O等高,B為軌道的最低點,該圓弧軌道與一粗糙直軌道CD相切于C,OC與OB的夾角為53°.一質量為m的小滑塊從P點由靜止開始下滑,PC間距離為R,滑塊在CD上滑動摩擦阻力為重力的0.3倍.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)滑塊從P點滑至B點過程中,重力勢能減少多少?
(2)滑塊第一次經(jīng)過B點時所受支持力的大小;
(3)為保證滑塊不從A處滑出,PC之間的最大距離是多少?
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【題目】關于自由落體運動(g=10m/s2),下列說法中正確的是( )
A. 它是豎直向下,v0=0、a=g的勻加速直線運動
B. 在開始連續(xù)的三個1s內通過的位移之比是1:3:5
C. 在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1:2:3
D. 從開始運動到距下落點5m、10m、15m所經(jīng)歷的時間之比為1:2:3
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【題目】汽車發(fā)動機的功率為60kW,汽車的質量為4t,當它行駛在坡度為0.02(sinα=0.02)的長直公路上時,如圖所示,所受摩擦阻力為車重的0.1倍(g=10m/s2),求:
(1)汽車所能達到的最大速度vm;
(2)若汽車從靜止開始以0.6m/s2的加速度做勻加速直線運動,則此過程能維持多長時間?
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【題目】一小球從地面豎直上拋,后又落回地面,小球運動過程中所受空氣阻力與速度成正比,取豎直向上為正方向下列關于小球運動的速度v、加速度a、位移s、機械能E隨時間t變化的圖象中,可能正確的有( 。
A.
B.
C.
D.
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