(12分)如圖所示,半徑為R的半圓軌道BC豎直放置。一個(gè)質(zhì)量為m 的小球以某一初速度從A點(diǎn)出發(fā),經(jīng)AB段進(jìn)入半圓軌道,在B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為7mg,之后向上運(yùn)動(dòng)完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)C點(diǎn)。試求:
(1)小球上升過程中克服阻力做功。
(2)小球從C點(diǎn)飛出后,觸地時(shí)重力的功率。
(1)0.5mgR (2)
解析試題分析:(1)在B點(diǎn)由牛頓第二定律得: 解得 (2分)
在C點(diǎn),同理可得:
解得: (2分)
從B到C的過程,由動(dòng)能定理得:
(2分)
解得: (1分)
故克服阻力做功為0.5mgR (1分)
(2)小球在C點(diǎn)飛出后以vC做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,
1分
設(shè)小球落地時(shí)速度為V,與豎直方向成角θ,則重力的功率為P:
(1分)
(1分)
由以上各式得: (1分)
考點(diǎn):本題從B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力和恰好通過C點(diǎn)為突破口,求解出B、C點(diǎn)的速度,再結(jié)合動(dòng)能定理和向心力公式求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,一工件置于水平地面上,其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道,BC段為一長(zhǎng)度L=0.5m的粗糙水平軌道,二者相切于B點(diǎn),整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi),P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,其質(zhì)量m=0.2Kg,與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)。工件質(zhì)量M=0.8Kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(取g=10m/s2)
(1)若工件固定,將物塊由P點(diǎn)無初速度釋放,滑至C點(diǎn)時(shí)恰好靜止,求P、C兩點(diǎn)間的高度差h。
(2)若將一水平恒力F作用于工件,使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜止,一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
①求F的大小。
②當(dāng)速度時(shí),使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)(即不考慮減速的時(shí)間和位移),物塊飛離圓弧軌道落至BC段,求物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(18分)如圖所示,質(zhì)量為的滑塊,在水平力作用下靜止在傾角為的光滑斜面上,斜面的末端B與水平傳送帶相接(物塊經(jīng)過此位置滑上皮帶時(shí)無能量損失),傳送帶的運(yùn)行速度為,長(zhǎng)為。今將水平力撤去,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí),恰好與傳送帶速度相同。已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()。求:
(1)水平力撤去后,滑塊(在斜面上)的加速度大;
(2)滑塊下滑的高度;
(3)若滑塊進(jìn)入傳送帶時(shí)速度大于,則滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量為多少.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,一個(gè)絕緣光滑圓環(huán)豎直放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,圓環(huán)半徑大小為R=1.0m,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=6.0×106v/m,現(xiàn)將一小物塊由與圓心O等高的位置A點(diǎn)靜止釋放,已知小物塊質(zhì)量為m=1.6kg,電荷量為q=+2.0×10-6C,釋放后滑塊將沿著圓環(huán)滑動(dòng)。小物塊可視為質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2。求:
(1)當(dāng)物塊滑到圓環(huán)最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小
(2)若在圓環(huán)最低點(diǎn)B點(diǎn)給小物塊一個(gè)水平向左的初速度,那么物塊能否緊貼圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。(寫出詳細(xì)分析、判定過程)(已知:;)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(15分)如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R=0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O為軌道圓心,BC為圓軌道直徑且處于豎直方向,A、C兩點(diǎn)等高。質(zhì)量m=1kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開始下滑,恰能滑到與O等高的D點(diǎn),g取10m/s2,sin37º=0.6, cos37º=0.8。
⑴求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
⑵若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn),求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時(shí)的初速度v0的最小值。
⑶若滑塊離開C處的速度大小為4m/s,求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上的時(shí)間t。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖所示,在鉛板A上放一個(gè)放射源C可向各個(gè)方向射出速率為的射線,B為金屬網(wǎng),A、B連接在電路上,電源電動(dòng)勢(shì)為,內(nèi)阻為,滑動(dòng)變阻器總阻值為,圖中滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn),A、B間距為d,M為熒光屏(足夠大),它緊挨者金屬網(wǎng)外側(cè),已知粒子的質(zhì)量為,不計(jì)射線所形成的電流對(duì)電路的影響,求:
(1)閉合開關(guān)S后,AB間的場(chǎng)強(qiáng)的大小是多少?
(2)粒子到達(dá)金屬網(wǎng)B的最長(zhǎng)時(shí)間?
(3)切斷開關(guān)S,并撤去金屬網(wǎng)B,加上垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,設(shè)加上B后粒子仍能到達(dá)熒光屏。這時(shí)在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長(zhǎng)度是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,輕桿長(zhǎng)為3L,在桿的A、B兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和球B,桿上距球A為L(zhǎng)處的點(diǎn)O裝在光滑的水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸上,桿和球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),已知球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),球B對(duì)桿恰好無作用力.
求:(1)球B在最高點(diǎn)時(shí),桿對(duì)水平軸的作用力大。
(2)球B轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí),球B的速度是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點(diǎn),彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)。水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑R="0.8" m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧,MN為其豎直直徑,P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R。用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn),釋放后彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)。用同種材料、質(zhì)量為m2=0.2kg的物塊將彈簧也緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放,物塊過B點(diǎn)后其位移與時(shí)間的關(guān)系為x=8t-2t2,物塊從桌面右邊緣D點(diǎn)飛離桌面后,由P點(diǎn)沿圓軌道切線落入圓軌道。g ="10" m/s2,求:
(1)BP間的水平距離;
(2)判斷m2能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn);
(3)釋放后m2在水平桌面上運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖10所示,質(zhì)量為m的小球,由長(zhǎng)為l的細(xì)線系住,線能承受的最大拉力是9mg,細(xì)線的另一端固定在A點(diǎn),AB是過A的豎直線,E為AB上的一點(diǎn),且AE=0.5l,過E作水平線EF,在EF上釘鐵釘D,現(xiàn)將小球拉直水平,然后由靜止釋放,小球在運(yùn)動(dòng)過程中,不計(jì)細(xì)線與釘子碰撞時(shí)的能量損失,不考慮小球與細(xì)線間的碰撞.
(1)若釘鐵釘位置在E點(diǎn),求細(xì)線與釘子碰撞前后瞬間,細(xì)線的拉力分別是多少?
(2)若小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),求釘子位置在水平線EF上距E點(diǎn)距離的取值。
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