(14分)高鐵的開(kāi)通給出行的人們帶來(lái)了全新的旅行感受,大大方便了人們的工作與生活。高鐵每列車組由七節(jié)車廂組成,除第四節(jié)車廂為無(wú)動(dòng)力車廂外,其余六節(jié)車廂均具有動(dòng)力系統(tǒng),設(shè)每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m,各動(dòng)力車廂產(chǎn)生的動(dòng)力相同,經(jīng)測(cè)試,該列車啟動(dòng)時(shí)能在時(shí)間t內(nèi)將速度提高到v,已知運(yùn)動(dòng)阻力是車重的k倍.求:
⑴ 列車在啟動(dòng)過(guò)程中,第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力;
⑵ 列車在勻速行駛時(shí),第六節(jié)車廂失去了動(dòng)力,若仍要保持列車的勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則第五節(jié)車廂對(duì)第六節(jié)車廂的作用力變化多大?
-m(+kg) kmg
解析試題分析:(1)列車啟動(dòng)時(shí)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),啟動(dòng)加速度為a=, ①
對(duì)整個(gè)列車,由牛頓第二定律得:
F-k·7mg=7ma, ②
設(shè)第五節(jié)對(duì)第六節(jié)車廂的作用力為T,對(duì)第六、七兩節(jié)車廂進(jìn)行受力分析,水平方向受力如圖所示,由牛頓第二定律得
+T-k·2mg=2ma, ③
聯(lián)立①②③得T=-m(+kg) ④
其中“-”表示實(shí)際作用力與圖示方向相反,即與列車運(yùn)動(dòng)相反。
(2)列車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)整體由平衡條件得
F′-k·7mg=0, ⑤
設(shè)第六節(jié)車廂有動(dòng)力時(shí),第五、六節(jié)車廂間的作用力為T1,
則有:+T1-k·2mg=0, ⑥
第六節(jié)車廂失去動(dòng)力時(shí),仍保持列車勻速運(yùn)動(dòng),則總牽引力不變,設(shè)此時(shí)第五、六節(jié)車廂間的作用力為T2,
則有:+T2-k·2mg=0, ⑦
聯(lián)立⑤⑥⑦得T1=-kmg
T2=kmg
因此作用力變化ΔT=T2-T1=kmg
考點(diǎn):本題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如下圖所示,物體m通過(guò)定滑輪牽引另一水平面上的物體沿斜面勻速下滑,此過(guò)程中斜面仍靜止,斜面質(zhì)量為M,則水平地面對(duì)斜面體( )
A.無(wú)摩擦力 | B.有水平向左的摩擦力 |
C.支持力為(M+m)g | D.支持力小于(M+m)g |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距,導(dǎo)軌上端連接著電阻,質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為R2=的金屬桿ab與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。ab桿由靜止釋放,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到最大速率,取g=10m/s2,求此時(shí):
(1)桿的速率;
(2)桿兩端電壓;
(3)電阻R1消耗的電功率。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖所示,拉B物體的輕繩與豎直方向成60°角,O為一定滑輪,物體A與B之間用跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩相連且均保持靜止,已知B的重力為100 N,水平地面對(duì)B的支持力為80 N,繩和滑輪的質(zhì)量以及摩擦均不計(jì),試求:
(1)物體A的重力和物體B與地面間的摩擦力?
(2)連接定滑輪的OC繩所受拉力大小和方向?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(8分)如圖所示,長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線一端懸于O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球,F(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,小球靜止在A點(diǎn),此時(shí)細(xì)線與豎直方向成37°角。重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)判斷小球的帶電性質(zhì);
(2)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(3)若將小球向左拉起至與O點(diǎn)處于同一水平高度且細(xì)繩剛好張緊,將小球由靜止釋放,求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,一帶正電的長(zhǎng)細(xì)直棒水平放置,帶電細(xì)直棒在其周圍產(chǎn)生方向向外輻射狀的電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小與直棒的距離成反比。在直棒上方有一長(zhǎng)為a的絕緣細(xì)線連接了兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B,A、B所帶電荷量分別為+q和+4q,A球距直棒的距離為a,兩個(gè)球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)兩小球之間的靜電力作用,剪斷細(xì)線,若A球下落的最大速度為vm,求A球下落到速度最大過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)A球做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(16分) 如圖所示,光滑導(dǎo)軌與水平面成θ角,導(dǎo)軌寬L。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬桿長(zhǎng)也為L(zhǎng),質(zhì)量為m,水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路總電流為I1時(shí),金屬桿正好能靜止。求:
⑴B至少多大?這時(shí)B的方向如何?
⑵若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上,應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,靜止時(shí)懸線向左與豎直方向成θ角,重力加速度為g.
⑴判斷小球帶何種電荷.
⑵求電場(chǎng)強(qiáng)度E.
⑶若在某時(shí)刻將細(xì)線突然剪斷,求:經(jīng)過(guò)t時(shí)間小球的速度v.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)。設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m,拖桿質(zhì)量可以忽略;拖把頭與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)μ,重力加速度為g,某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時(shí),沿拖桿方向推拖把,拖桿與豎直方向的夾角為θ。
(1)若拖把頭在地板上勻速移動(dòng),求推拖把的力的大小。
(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的水平推力與此時(shí)地板對(duì)拖把的正壓力的比值為λ。已知存在一臨界角θ0,若θ≤θ0,則不管沿拖桿方向的推力多大,都不可能使拖把從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。求這一臨界角的正切tanθ0。
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