【題目】如圖所示,傾角 θ=37°的光滑且足夠長的斜面固定在水平面上,在斜面頂端固定一個輪半徑和質(zhì)量不計的光滑定滑輪 D,質(zhì)量均為m=1kg 的物體A和B用一勁度系數(shù)k=240N/m 的輕彈簧連接,物體 B 被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住。用一不可伸長的輕繩使物體 A 跨過定滑輪與質(zhì)量為M的小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細桿,當整個系統(tǒng)靜止時,環(huán)C位于Q處,繩與細桿的夾角α=53°,且物體B對擋板P的壓力恰好為零。圖中SD水平且長度為d=0.2m,位置R與位置Q關(guān)于位置S對稱,輕彈簧和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行,F(xiàn)讓環(huán)C從位置R由靜止釋放,且環(huán)C在下落過程中繩始終未松弛。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取 10m/s2。求:
(1)小環(huán) C 的質(zhì)量 M;
(2)小環(huán) C 通過位置 S 時的動能 Ek及環(huán)從位置R運動到位置S的過程中輕繩對環(huán)做的功WT;
(3)小環(huán) C 運動到位置 Q 的速率 v.
【答案】(1)0.72kg(2)0.3J(3)2m/s
【解析】
試題分析:(1)先以AB組成的整體為研究對象,AB系統(tǒng)受到重力.支持力和繩子的拉力處于平衡狀態(tài),則繩子的拉力為:T=2mgsinθ=2×10×sin37°=12N
以C為研究對象,則C受到重力、繩子的拉力和桿的彈力處于平衡狀態(tài),如圖,則:Tcos53°=Mg
代入數(shù)據(jù)得:M=0.72kg
(2)由題意,開始時B恰好對擋板沒有壓力,所以B受到重力、支持力和彈簧的拉力,彈簧處于伸長狀態(tài);產(chǎn)生B沿斜面方向的受力: F1=mgsinθ=1×10×sin37°=6N
彈簧的伸長量:△x1=mgsinθ/k=0.025m
當小環(huán) C 通過位置 S 時A下降的距離為xA==0.05m
此時彈簧的壓縮量△x2=xA-△x1=0.025m
由速度分解可知此時A的速度為零,所以小環(huán)C從R運動到S的過程中,初末態(tài)的彈性勢能相等,對于小環(huán)C彈簧和A組成的系統(tǒng)機械能守恒有:
Mgdcotα+mgxAsinθ=Ek
解得: Ek=1.38J
環(huán)從位置R運動到位置S的過程中,由動能定理可知:WT+ Mgdcotα= Ek
解得: WT=0.3J
⑶環(huán)從位置R運動到位置Q的過程中,對于小環(huán)C、彈簧和A組成的系統(tǒng)機械能守恒
Mg.(2dcotα)= vA =vcosα
兩式聯(lián)立可得: v=2m/s
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,圓心在o點、半徑為R的圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上oc與oa的夾角為60o,軌道最低點a與桌面相切.一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點),掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊,開始時,m1位于c點,然后從靜止釋放,設輕繩足夠長,不計一切摩擦.則( )
A.在m1由c下滑到a的過程中,兩球速度大小始終相等
B.m1在由c下滑到a的過程中重力的功率先增大后減少
C.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點,則m1=2m2
D.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點,則m1=3m2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】請閱讀下列材料,回答下列小題.
遼寧艦走向深藍
2016年12月20日,我國遼寧艦航母編隊首赴西太平洋海域開展遠海訓練.編隊由遼寧艦和數(shù)艘驅(qū)護艦,及多架殲-15艦載戰(zhàn)斗機和多型艦載直升機組成,由青島航母軍港出發(fā)后,航跡跨越渤海、黃海、東海和南海等海區(qū),航經(jīng)宮古海峽、巴士海峽、臺灣海峽等海峽水道.2017年1月13日下午編隊返回青島航母軍港,順利完成各項訓練科目和科研試驗任務.
據(jù)報道,繼成功解決了艦載機的阻攔索高速攔停和滑躍起飛等關(guān)鍵技術(shù)后,遼寧號在此次遠航期間開展了全甲板放飛訓練,殲-15還與空中加油機完成了加受油訓練,同時發(fā)射克空對空、空對艦和艦對空等十余枚各型導彈.
這次訓練是遼寧艦首次出遠海訓練,促進了航母戰(zhàn)斗力建設的深入發(fā)展.
【1】殲-15在空中加受油過程中,若以殲-15為參考系,可看做靜止的是
A. 海島 B. 驅(qū)護艦
C. 空中加油機 D. 遼寧艦上的指揮員
【2】殲-15在遼寧艦甲板上降落,勾住阻攔索減速的過程中,阻攔索對殲-15做功和殲-15動能變化的情況是
A. 做正功,動能增加 B. 做負功,動能增加
C. 做正功,動能減少 D. 做負功,動能減少
【3】遼寧艦航行遇到海浪上下顛簸過程中,停放在甲板上的殲-15對甲板的壓力大小為F1,甲板對殲-15的支持力大小為F2.在遼寧艦顛簸過程中,F(xiàn)1和F2的關(guān)系是
A. 向上時F1>F2;向下時F1<F2
B. 向上時F1<F2;向下時F1>F2
C. 向上和向下時,都滿足F1>F2
D. 向上和向下時,都滿足F1=F2
【4】如圖所示,殲-15沿曲線MN向上爬升,速度逐漸增大,圖中畫出表示殲-15在P點受到合力的四種方向,其中可能的是
A. ① B. ② C. ③ D. ④
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖1所示,螺線管內(nèi)有一平行于軸線的勻強磁場,規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應強度B的正方向,螺線管與U型導線框cdef相連,導線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導線框cdef在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應強度隨時間按圖2所示規(guī)律變化時( 。
A. 在t1時刻,金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最大
B. 在t2時刻,金屬圓環(huán)L內(nèi)的磁通量最小
C. 在t1-t2時間內(nèi),金屬圓環(huán)L內(nèi)有逆時針方向的感應電流
D. 在t1-t2時間內(nèi),金屬圓環(huán)L有收縮趨勢
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學安裝如圖甲所示的實驗裝置,驗證機械能守恒定律。如圖乙所示是該實驗得到的一條點跡清晰的紙帶,現(xiàn)要取A、B兩點來驗證,已知電火花計時器每隔0.02 s打一個點。
請回答下列問題:
(1)電火花計時器的工作電壓是________V。
(2)若x2=4.80 cm,則在紙帶上打下計數(shù)點B時的速度vB=________m/s (計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(3)若x1數(shù)據(jù)也已測出,則實驗還需測出的物理量為_________。
(4)經(jīng)過測量計算后,某同學畫出了如圖丙所示的E-h圖線,則圖中表示重物動能隨重物高度變化的曲線為________(填“圖線A”或“圖線B”)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】將一根長為L的光滑細鋼絲ABCDE制成如圖所示的形狀,并固定在豎直平面內(nèi).其中AD段豎直,DE段為圓弧,圓心為O,E為圓弧最高點,C與E、D與O分別等高,BC=AC.將質(zhì)量為m的小珠套在鋼絲上由靜止釋放,不計空氣阻力,重力加速度為g.
(1)小珠由C點釋放,求到達E點的速度大小v1;
(2)小珠由B點釋放,從E點滑出后恰好撞到D點,求圓弧的半徑R;
(3)欲使小珠到達E點與鋼絲間的彈力超過,求釋放小珠的位置范圍.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾斜的滑桿上套一個質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)通過輕繩拉著一個質(zhì)量為M 的物體,在圓環(huán)沿滑桿向下滑動的過程中,懸掛物體的輕繩始終處于豎直方向。則
A.物體做勻加速運動
B.環(huán)只受三個力作用
C.環(huán)一定受四個力作用
D.物體的重力大于懸繩對物體的拉力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中,采用如圖所示的裝置.下列說法中正確的是
A. 墊高長木板一端,調(diào)節(jié)傾角,直到小車在托盤和砝碼的拉動下做勻速直線運動,以平衡小車運動中受到的摩擦力
B. 在探究加速度與外力的關(guān)系時,應該改變小車的質(zhì)量
C. 在探究加速度a與拉力F的關(guān)系時,為了直觀判斷二者間的關(guān)系,應作出a-1/F圖象
D. 當小車的質(zhì)量遠大于托盤和砝碼的總質(zhì)量時,可以近似認為細線對小車的拉力大小等于托盤和砝碼的總重力大小
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