【題目】為了研究過山車的原理,某興趣小組提出了下列設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長為l=2.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與半徑為R=0.2m的豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個(gè)軌道除 AB 段以外都是光滑的.其中AB 與BC 軌道以微小圓弧相接,如圖所示.一個(gè)質(zhì)量m=1 kg小物塊以初速度v0=5.0 m/s從A點(diǎn)沿傾斜軌道滑下,小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度vC=4.0 m/s.取g=10 m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.
(1) 求小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大;
(2) 求小物塊從A到B運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功;
(3) 為了使小物塊不離開軌道,并從軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)滿足什么條件?
【答案】(1)90N;(2)-16.5J;(3)≤0.32m
【解析】試題分析:(1)小物塊做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可求得支持力大小,再由牛頓第三定律可求得小物塊對(duì)軌道的壓力大。
(2)對(duì)AC過程由動(dòng)能定理可求得摩擦力所做的功;
(3)根據(jù)臨界條件以及牛頓第二定律可求得速度范圍;再由機(jī)械能守恒定律可求得半徑的范圍.
解:(1)設(shè)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到圓軌道的支持力大小為N,根據(jù)牛頓第二定律有,
解得:N=90N
根據(jù)牛頓第三定律得,小物塊對(duì)圓軌道壓力的大小為90N
(2)物塊從A到C的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:
mglsin37°+Wf=mvc2﹣mvA2
解得Wf=﹣16.5J
(3)設(shè)物塊進(jìn)入圓軌道到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v1,根據(jù)牛頓第二定律有:,
則
物塊從圓軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:
mvc2=mv2+2mgR
聯(lián)立得,
解得R≤0.32m
答:(1)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大小為90N;
(2)小物塊從A到B運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功為﹣16.5J;
(3)為了使小物塊不離開軌道,并從軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)滿足R≤0.32m.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】改革開放以來,人們的生活水平得到了很大的改善,快捷、方便、舒適的家用汽車作為代步工具正越來越多的走進(jìn)尋常百姓家中.汽車起動(dòng)的快慢和能夠達(dá)到的最大速度,是衡量汽車性能的指標(biāo)體系中的兩個(gè)重要指標(biāo).在平直的公路上,汽車啟動(dòng)后在第10 s末速度表的指針指在如圖所示的位置,前10 s內(nèi)汽車運(yùn)動(dòng)的距離為150 m.下列說法中正確的是
A. 第10 s末汽車的瞬時(shí)速度大小是70 m/s
B. 第10 s末汽車的瞬時(shí)速度大小是70 km/h
C. 第10 s內(nèi)汽車的平均速度大小是70 m/s
D. 前10 s內(nèi)汽車的平均速度大小是35 m/s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波,下列說法正確的是( )
A. 有機(jī)械振動(dòng)必有機(jī)械波
B. 聲音在空氣中傳播時(shí)是橫波
C. 在機(jī)械波的傳播中質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移
D. 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向總在同一直線上
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】輕質(zhì)彈簧左端與物體A固接,右端末與物體B固接,如圖所示,用輕質(zhì)細(xì)繩連接A、B使彈簧處于壓縮狀態(tài),物體A、B靜止在水平面上,C為足夠長的光滑斜面。已知mA=0.2kg,mB=0.1 kg, mC=0.2kg,除B、C間存在長L= 1.75 m,動(dòng)摩擦因素的粗糙水平面外,其他水平面均光滑,某時(shí)刻燒斷細(xì)繩, A、B瞬間被彈開,在之后的運(yùn)動(dòng)中B能沿斜面上升的最大高度h=0.3m,g取10m/s2,求:
(1)彈簧釋放的彈性勢(shì)能;
(2)物體B從斜面C上滑下后最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。
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【題目】下列說法中正確的是( 。
A. 一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷,最多可放出二種頻率的光子
B. 由于每種原予都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì)
C. 實(shí)際上,原子中的電子沒有確定的軌道.但在空間各處出現(xiàn)的概率是一定的.
D. α粒子散身于實(shí)驗(yàn)揭示了原子的可能能量狀態(tài)是不連續(xù)的
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【題目】矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在線圈平面經(jīng)過中性面瞬間,下列說法正確的是
A. 線圈平面與磁感線平行
B. 通過線圈的磁通量最大
C. 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
D. 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向改變
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【題目】關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是
A. 布朗運(yùn)動(dòng)就是分子運(yùn)動(dòng)
B. 微粒作布朗運(yùn)動(dòng),充分說明了微粒內(nèi)部分子是不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C. 布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的,說明液體分子的運(yùn)動(dòng)也是毫無規(guī)則的
D. 如果固體微粒過小,就觀察不到布朗運(yùn)動(dòng)了
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【題目】隨著科技的不斷發(fā)展,無線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線.小到手表、手機(jī),大到電腦、電動(dòng)汽車的充電,都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從理論研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化.下圖給出了某品牌的無線充電手機(jī)利用電磁感應(yīng)方式無線充電的原理圖.關(guān)于電線充電,下列說法正確的是( )
A.無線充電時(shí)手機(jī)接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”
B.只有將充電底座接到直流電源上才能對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電.
C.接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同
D.只要有無線充電底座,所有手機(jī)都可以進(jìn)行無線充電
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【題目】下列情況下的物體,不能看成質(zhì)點(diǎn)的是
A. 測(cè)量木塊密度時(shí)的木塊
B. 比較兩輛行駛中的車的快慢
C. 測(cè)量沿斜面滾下的小球的運(yùn)動(dòng)距離 學(xué)科=網(wǎng)
D. 計(jì)算從北京開往上海的途中,與上海距離時(shí)的火車
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