【題目】如圖,質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上,小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道,BC段是長為L的水平粗糙軌道,兩段軌道相切于B點(diǎn),一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)靜止開始沿軌道滑下,重力加速度為g。
(1)若固定小車,求滑塊運(yùn)動過程中對小車的最大壓力;
(2)若不固定小車,滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑,然后滑入BC軌道,最后從C點(diǎn)滑出小車,已知滑塊質(zhì)量,在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍,滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ,求:
①滑塊運(yùn)動過程中,小車的最大速度Vm;
②滑塊從B到C運(yùn)動過程中,小車的位移大小x。
【答案】(1)3mg,豎直向下(2)①②
【解析】試題分析:(1)滑塊在圓弧的軌道上運(yùn)動的過程中合外力提供向心力,所以滑塊在B點(diǎn)的左側(cè)受到的支持力要大于重力,當(dāng)滑塊到達(dá)B時的速度最大,受到的支持力最大,由機(jī)械能守恒求出滑塊在B點(diǎn)的速度,然后又牛頓第二定律即可求解;
(2)根據(jù)題意,在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍,然后結(jié)合機(jī)械能守恒即可求出小車的最大速度大小vm;在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍,寫出速度的關(guān)系式,然后結(jié)合運(yùn)動學(xué)的公式即可求出小車的位移.
(1)當(dāng)滑塊到達(dá)B時的速度最大,受到的支持力最大;
滑塊下滑的過程中機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得,
滑塊在B點(diǎn)處受到的支持力與重力的合力提供向心力,
由牛頓第二定律得: ,解得,
由牛頓第三定律得:滑塊對小車的壓力:
即滑塊運(yùn)動過程中對小車的最大壓力是.
(2)①在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍,設(shè)小車的最大速度是,由機(jī)械能守恒定律得,解得;
②由于在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍,所以滑塊從B到C運(yùn)動過程中,滑塊的平均速度是小車的平均速度的2倍,即: ,
由于它們運(yùn)動的時間相等,根據(jù)
可得:
又:
所以:小車的位移大小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】蘋果從樹上落向地面而不飛上天空,是因?yàn)椋ā 。?/span>
A. 地球受到蘋果的萬有引力作用
B. 蘋果受到地球的萬有引力作用
C. 地球?qū)μO果的萬有引力大于蘋果對地球的萬有引力
D. 地球?qū)μO果的萬有引力小于蘋果對地球的萬有引力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,三個完全相同的帶電粒子,以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場,abc是三個粒子射出磁場的位置.若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確的是( )
A.從a處射出的粒子動能最大
B.從c處射出的粒子速率最大
C.從c處射出的粒子在磁場中運(yùn)動時間最短
D.從三個位置射出的粒子做圓周運(yùn)動的周期Ta<Tb<Tc
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【題目】在“探究彈性勢能與彈簧形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,各實(shí)驗(yàn)小組所用輕質(zhì)彈簧規(guī)格相同,小球質(zhì)量不同,已知小球的直徑為D。
(1)實(shí)驗(yàn)小組將輕質(zhì)彈簧套在水平光滑細(xì)桿上,細(xì)桿兩端固定在豎直固定的擋板上。小球與彈簧相連,在彈簧的自然長度位置兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻(光照強(qiáng)度越大,光敏電阻的阻值越。,如圖甲所示。光敏電阻與某一自動記錄儀相連,該儀器顯示的是光敏電阻阻值R隨時間t的變化關(guān)系。某時刻把小球拉離平衡位置(小球所受合力為零的位置)后由靜止釋放,小球在平衡位置的兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動,所得R-t圖線如圖乙所示。若小球的質(zhì)量為m,則小球在做往復(fù)運(yùn)動的過程中,彈簧的最大彈性勢能表達(dá)式為_____________(用題中和圖中所給的字母表示,小球在運(yùn)動中空氣阻力不計)
(2)實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)的過程中不斷改變小球釋放的位置,測量出每次彈簧的最大形變量x(均在彈簧彈性限度內(nèi)),計算出小球在平衡位置時的速度v,做出v-x的圖線如圖丙所示。由圖像可得出彈簧的彈性勢能與彈簧的形變量的關(guān)系是______________________(定性描述)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)小組做出的v -x圖線的斜率不同,原因是_____________________.
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【題目】如圖所示,光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動。兩球質(zhì)量關(guān)系為,規(guī)定向右為正方向,A、B兩球的動量均為+,運(yùn)動中兩球發(fā)生碰撞,碰撞后A球的動量增量為,則( )
A. 左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
B. 左方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
C. 右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
D. 右方是A球,碰撞后A、B兩球速度大小之比為
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【題目】如圖所示,空間存在一個半徑為R0的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。有一個粒子源在紙面內(nèi)沿各個方向以一定速率發(fā)射大量粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q。將粒子源置于圓心,則所有粒子剛好都不離開磁場,不計粒子重力,且不考慮粒子之間的相互作用,試求解:
(1)帶電粒子速度的大;
(2)若粒子源可置于磁場中任意位置,且磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?/span>,求粒子在磁場中最長的運(yùn)動時間t;
(3)若原磁場不變,再疊加另一個半徑為Rx(Rx>R0)的圓形勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為,方向垂直于紙面向外,兩磁場區(qū)域成同心圓,此時該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心,求Rx的最小值和粒子從發(fā)射到第一次回到圓心的運(yùn)動時間t。
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【題目】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說法中正確的是( 。
A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度沿磁感線方向逐漸減小
B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中受力的方向
C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量
D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是正電荷在該處的受力方向
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【題目】如圖,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,在小球接觸彈簧并將彈簧壓縮到最短的過程中,下列關(guān)于能量的敘述中正確的是( )
A. 重力勢能和動能之和減小
B. 重力勢能和彈性勢能之和總保持不變
C. 動能和彈性勢能之和總保持不變
D. 重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變
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【題目】引力波是一種時空漣漪,如同石頭被丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋一樣。2016年2月11日美國科學(xué)家公布引力波探測成果,彌補(bǔ)了100年前某理論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的“拼圖”,也讓人類終于有機(jī)會探索宇宙起源的奧秘!澳忱碚摗笔
A. 萬有引力定律
B. 生物進(jìn)化論
C. 量子論
D. 相對論
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