【題目】如圖所示,水平軌道上有一輕彈簧左端固定,彈簧處于自然狀態(tài)時,其右端位于P點.現(xiàn)用一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊 (可視為質(zhì)點)將彈簧壓縮后釋放,物塊經(jīng)過P點時的速度v0=18m/s,經(jīng)過水平軌道右端Q點后沿半圓軌道的切線進入豎直固定的光滑圓軌道,最后物塊經(jīng)軌道最低點A拋出后落到B點,已知物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.15,R=l=1m,A到B的豎直高度h=1.25m,取g=10m/s2.
(1)求物塊到達Q點時的速度大。ūA舾枺;
(2)求物塊經(jīng)過Q點時圓軌道對物塊的壓力;
(3)求物塊水平拋出的位移大。
【答案】(1)物塊到達Q點時的速度大小為m/s;
(2)物塊經(jīng)過Q點時對軌道的壓力為31.1N;
(3)物塊水平拋出的位移大小為9.5m
【解析】
試題分析:(1)根據(jù)動能定理求出物塊到達Q點的速度大。
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出物塊經(jīng)過Q點時所受的彈力,從而得出物塊對Q點的壓力;
(3)根據(jù)機械能守恒定律求出物塊通過最低點A的速度大小,結(jié)合平拋運動的規(guī)律求出物塊水平拋出的位移大。
解:(1)設(shè)物塊到達Q點時的速度為v,由動能定理得
﹣μmg l=mv2﹣mv02
代入數(shù)據(jù)解得v=m/s
(2)設(shè)物塊剛離開Q點時,圓軌道對物塊的壓力為FN
根據(jù)牛頓定律有FN+mg=m
則FN=m﹣mg=31.1N>0
故物塊能沿圓周軌道運動
(3)設(shè)物塊到達半圓軌道最低點A時的速度為v1
由機械能守恒得
mv2+mg2R=mv12
解得v1=19 m/s
由 h=gt2
s=vt
得s=v1
代入數(shù)據(jù),得s=9.5m.
答:(1)物塊到達Q點時的速度大小為m/s;
(2)物塊經(jīng)過Q點時對軌道的壓力為31.1N;
(3)物塊水平拋出的位移大小為9.5m.
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【題目】如圖甲所示,B、C和P是同一水平面內(nèi)的三個點,沿豎直方向振動的橫波Ⅰ在介質(zhì)中沿BP方向傳播,P與B相距40cm,B點的振動圖象如圖乙所示;沿豎直方向振動的橫波Ⅱ在同一介質(zhì)中沿CP方向傳播,P與C相距50cm,C點的振動圖象如圖丙所示.在t=0時刻,兩列波同時分別經(jīng)過B、C兩點,兩列波的波速都為20cm/s,兩列波在P點相遇,則以下說法正確的是( 。
A. 兩列波的波長均為20 cm
B. P點的振幅為10 cm
C. 在t=4.5s時, P點的位移為-70cm
D. 在t=4.5s時, P點正通過平衡位置,且沿y軸的負方向運動
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 物體溫度升高,則分子的平均動能增大 B. 物體溫度升高,則每個分子的動能都增大
C. 物體體積減小,分子勢能一定增大 D. 物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變
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【題目】如圖所示,兩條足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌上端連有定值電阻,勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上靜止釋放,當速度達到v時導(dǎo)體棒開始勻速運動,此時再對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率恒定,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運動。已知導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g。在由靜止開始運動到以速度2v勻速運動的過程中
A. 拉力的功率為2mgvsin θ
B. 安培力的最大功率為2mgvsin θ
C. 加速度的最大值為2gsinθ
D. 當棒速度為1.5v時,加速度大小為gsinθ
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【題目】某實驗小組用如圖所示的實驗裝置和實驗器材做“探究恒力對小車做功與小車動能改變的關(guān)系”實驗,在實驗中,該小組同學(xué)進行了平衡摩擦力后,把砂和砂桶的總重力當作小車受到的合外力.
(1) 除實驗裝置中的儀器外,還需要的測量儀器有________________.
(2)如圖為實驗中打出的一條紙帶,現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點來探究恒力對小車做功與小車動能改變的關(guān)系.已知打點計時器的打點周期為T,重力加速度為g.圖中已經(jīng)標明了要測量的物理量,另外,小車的質(zhì)量為M,砂和砂桶的總質(zhì)量為m,M遠大于m.用題中給出的字母,恒力對小車做的功可表示為________,小車動能的改變量可表示為________________,只要推導(dǎo)出二者在誤差范圍內(nèi)相等即可得出結(jié)論.
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【題目】一端開口的極細玻璃管開口朝下豎直立于水銀槽的水銀中,初始狀態(tài)管內(nèi)外水銀面的高度差為l0=62cm,系統(tǒng)溫度27℃.因懷疑玻璃管液面上方存在空氣,現(xiàn)從初始狀態(tài)分別進行兩次試驗如下:①保持系統(tǒng)溫度不變,將玻璃管豎直向上提升2cm(開口仍在水銀槽液面以下),結(jié)果液面高度差增加1cm;②將系統(tǒng)溫度升到77℃,結(jié)果液面高度差減小1cm.已知玻璃管內(nèi)粗細均勻,空氣可看成理想氣體,熱力學(xué)零度可認為為-273℃.求:
(1)實際大氣壓為多少cmHg?
(2)初始狀態(tài)玻璃管內(nèi)的空氣柱有多長?
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【題目】勻強電場中有a、b、c三點。在以它們?yōu)轫旤c的三角形中,∠a=30,∠c=90。電場方向與三角形所在平面平行。已知a、b和c點的電勢分別為(2-)V、(2+)V和2V。該三角形的外接圓上最低、最高電勢分別為
A. (2-)V、(2+)V
B. 0V、4V
C.
D. 0V、2V
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【題目】某天體可視為質(zhì)量均勻分布的球體,自轉(zhuǎn)周期為T,“北極點”處的重力加速度是“赤道”處重力加速度的k倍(k>1)。若該天體有一顆近地環(huán)繞衛(wèi)星,則近地環(huán)繞衛(wèi)星的周期為
A. B. C. D.
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【題目】飛機在空中做勻速圓周運動表演時,下列說法正確的是( )
A. 飛機必須受到恒力的作用
B. 飛機所受合力必須等于零
C. 飛機所受合力的大小可能變化
D. 飛機所受合力的大小不變,方向時刻改變
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