【題目】某同學(xué)參照如圖的過山車情景設(shè)計了如下模型:弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接,使質(zhì)量為m的小滑塊從弧形軌道上端滑下,小滑塊從半徑為R的圓軌道下端進(jìn)入后沿圓軌道運動,再滑上與圓軌道圓滑連接的粗糙斜面軌道,與水平面的傾角θ可在0°~75°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)好后即保持不變)。小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù),不計其他軌道和空氣阻力。當(dāng)小滑塊恰好能通過圓軌道最高點時,求:
(1)小滑塊應(yīng)從多高處由靜止釋放;
(2)小滑塊經(jīng)過圓軌道最低點時對軌道的壓力大小;
(3)設(shè)計的斜面軌道至少多長才能保證小滑塊不沖出;并判斷該最小長度時,能否保證小滑塊不脫離軌道。
【答案】(1) (2)滑塊對軌道的壓力的大小為6mg
(3)當(dāng)θ=60°,L最短,在此長度下其他角度均會沖出軌道,此時, 不能保證不脫離軌道
【解析】
(1)滑塊恰好到達(dá)最高點,即只受重力mg。設(shè)滑塊經(jīng)過最高點時的速度為v1,
根據(jù)牛頓第二定律可知:
根據(jù)動能定理可知:
聯(lián)立解得:.
(2)設(shè)滑塊經(jīng)過最低點時的速度為v2
根據(jù)動能定理:
聯(lián)立解得:F=6mg
根據(jù)牛頓第三定律可知,滑塊對軌道的壓力的大小為6m
(3)設(shè)小滑塊恰好到達(dá)斜面最高點,根據(jù)動能定理得:
當(dāng)θ=60°(滿足0°~75°范圍),L最短,在此長度下其他角度均會沖出軌道
此時,
因為所以小滑塊要返回,假設(shè)速度減為零上升的最大高度為
根據(jù)動能定理:
解得:
綜上,不能保證不脫離軌道
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】甲乙兩名同學(xué)準(zhǔn)備對實驗室新買的彈簧進(jìn)行實驗研究,以探究彈簧彈力與伸長量之間的關(guān)系。
①以下是甲同學(xué)根據(jù)自己的設(shè)想擬定的實驗步驟,請按合理的操作順序?qū)⒉襟E的序號寫在橫線上____.
A.以彈簧伸長量為橫坐標(biāo),以彈力為縱坐標(biāo),描出各組數(shù)據(jù)(x,F)對應(yīng)的點,并用平滑的曲線連接起來
B.記下彈簧不掛鉤碼時,其下端在刻度尺上的刻度L0
C.將鐵架臺固定于桌子上,并將彈簧的一端系于橫梁上,在彈簧附近豎直固定一刻 度尺
D.依次在彈簧下端掛上1個、2個、3個、4個……鉤碼,在鉤碼靜止時,記下彈簧下端所對應(yīng)的刻度并記錄在表格內(nèi),然后取下鉤碼
E.以彈簧伸長量為自變量,寫出彈力與彈簧伸長量的關(guān)系式
F.解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義
②乙同學(xué)做該實驗時,未進(jìn)行實驗步驟B的操作,而是把彈簧平放在水平桌面上,測量出.彈簧的自然長度記為L0.在操作步驟E中,是采用彈簧掛鉤碼時的長度減去L0作為彈簧伸長量。其余步驟與甲同學(xué)相同。不考慮其他因素引起的誤差,彈簧伸長始終 在彈性限度內(nèi),乙同學(xué)做出的圖象應(yīng)是下圖中的____.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,真空中的絕緣水平面上,一個質(zhì)量為m、帶電量為q的物體由O點以初速度v0沿水平面向右滑行,空間有一水平向左的勻強電場,已知場強大小為E=2.0×104N/C,物體與水平面間的動摩擦因素μ=0.5,其動能Ek隨離開O點的距離s變化的圖線如圖乙所示,g取10m/s2。則以下說法正確的是
A. 物體的質(zhì)量為m=5kg
B. 物體的帶電量q=7.5×10-5C
C. 物體與水平面間的摩擦力大小f=1N
D. 整個運動過程中物體的電勢能先減小后增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】中國北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,2018年2月12日,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十八、二十九顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星預(yù)計2020年完成35顆北斗三號衛(wèi)星的組網(wǎng),向全球提供相關(guān)服務(wù)。假設(shè)某顆靜止軌道衛(wèi)星α與某顆非靜止軌道衛(wèi)星b的軌道半徑之比為3:2,靜止軌道衛(wèi)星的周期為24h,則
A. 衛(wèi)星b的周期為8h
B. 衛(wèi)星a與b的線速度之比為:
C. 衛(wèi)星a與b受地球的引力之比為4:9
D. 衛(wèi)星a與b的向心加速度之比為4:9
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某實驗小組用如圖所示實驗電路研究電源路端電壓和小燈泡電壓隨電流的變化規(guī)律。
(1)實驗操作步驟:
①按實驗電路連接好實驗器材;
②把滑動變阻器滑動片P移到滑動變阻器的________(填“最右端”或“最左端”);
③閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動片P到適當(dāng)位置,讀出電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù),并記錄數(shù)據(jù),斷開開關(guān)S;
④調(diào)整滑動片P到不同位置,多次重復(fù)步驟③。某次測量時三個電表指針位置如圖所示,電流表讀數(shù)_____A,電壓表V1讀數(shù)___V,電壓表V2的讀數(shù)_____V;
⑤整理好實驗器材。
(2)實驗小組把測量數(shù)據(jù)畫在U-I坐標(biāo)中,描繪出兩條圖線A、B。
①從圖中可以算出電源的電動勢E=______V,內(nèi)阻r = ______Ω(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
②滑動變阻器滑動片P移到滑動變阻器的最右端時,小燈泡的實際功率為_____W(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
③請在圖中用描點法畫出滑動變阻器兩端電壓隨電流表電流變化的圖線。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,沿波的傳播方向上有六個質(zhì)點a、b、c、d、e、f,相鄰兩質(zhì)點之間的距離均為2 m,各質(zhì)點均靜止在各自的平衡位置,t=0時刻振源a開始做簡諧運動,取豎直向上為振動位移的正方向,其振動圖象如圖乙所示,形成的簡諧橫波以2 m/s的速度水平向右傳播,則下列說法正確的是_________。
A.波傳播到質(zhì)點c時,質(zhì)點c開始振動的方向沿y軸正方向
B.0~4 s內(nèi)質(zhì)點b運動的路程為12 cm
C.4~5 s內(nèi)質(zhì)點d的加速度正在逐漸減小
D.6 s時質(zhì)點e第一次回到平衡位置
E.各質(zhì)點都振動起來后,a與c的振動方向始終相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,以A、B為端點的半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi),一粗糙水平面BC與半圓形軌道相切于B點。質(zhì)量為2m的物塊1被輕放在水平勻速運動的傳送帶上G點,運動到A時剛好與傳送帶速度相同,然后經(jīng)A沿半圓軌道滑下,再經(jīng)B滑上BC,在C處與質(zhì)量為m的物塊2相碰(相碰沒有能量損失)。傾斜角為37°、高為3R斜面與BC和水平地面FE相接,已知CEF表面有一層很厚的細(xì)砂,以阻止物塊運動。物塊均可視為質(zhì)點,半圓半徑為R,BC長LBC =2R。G距A為S=5R,物塊與傳送帶、物塊與BC間的動摩擦系數(shù)均為μ=0. 5,重力加速度取g。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求物塊滑到B點的速度大小。
(2)求物塊1與物塊2碰撞后,在空中運動的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略,電壓表和電流表均視為理想電表。當(dāng)開關(guān)閉合后,滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動的過程中,下列說法正確的是
A. 通過電阻R0的電流減小
B. 電源內(nèi)電阻上的電壓減小
C. 電流表和電壓表的讀數(shù)均增大
D. 電流表的讀數(shù)增大,電壓表的讀數(shù)變小
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【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星要經(jīng)過三個階段:先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后使其沿橢圓軌道2運行,最后將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點,軌道2、3相切于P點,如圖所示.當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時,以下說法正確的是( )
A. 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度
B. 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的速度大小
C. 衛(wèi)星在軌道3上受到的引力小于它在軌道1上受到的引力
D. 衛(wèi)星由2軌道變軌到3軌道在P點要加速
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