如圖所示,長(zhǎng)L=1.2 m、質(zhì)量M=3 kg的木板靜止放在傾角為37°的光滑斜面上,質(zhì)量m=1 kg、帶電荷量q=+2.5×10-4 C的物塊放在木板的上端,木板和物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,所在空間加有一個(gè)方向垂直斜面向下、場(chǎng)強(qiáng)E=4.0×104 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng),F(xiàn)對(duì)木板施加一平行于斜面向上的拉力F=10.8 N。取g=10 m/s2,斜面足夠長(zhǎng)。
求:(1)物塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)木板;
(2)物塊離開(kāi)木板時(shí)木板獲得的動(dòng)能;
(3)物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。
(1)s(2)27 J(3)2.16 J
解析試題分析:(1)物塊向下做加速運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度為a1,木板的加速度為a2,則由牛頓第二定律
對(duì)物塊:mgsin 37°-μ(mgcos 37°+qE)=ma1,代入數(shù)據(jù),求得:a1=4.2 m/s2,
對(duì)木板:Mgsin 37°+μ(mgcos 37°+qE)-F=Ma2,代入數(shù)據(jù),求得:a2=3m/s2
又a1t2-a2t2=L
得物塊滑過(guò)木板所用時(shí)間t=s。
(2)物塊離開(kāi)木板時(shí)木板的速度v2=a2t=3m/s。
其動(dòng)能為Ek2=Mv22=27 J。
(3)由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為:
Q=F摩x相=μ(mgcos 37°+qE)·L=2.16 J。
考點(diǎn):牛頓定律及能量守恒定律。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(20分)2003年10月15日9時(shí),在太空遨游21小時(shí)的“神舟”五號(hào)飛船返回艙按預(yù)定計(jì)劃,載著宇航員楊利偉安全降落在內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū)。“神舟”五號(hào)飛船在返回時(shí)先要進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整,飛船的返回艙與留軌艙分離,返回艙以近8km/s的速度進(jìn)入大氣層,當(dāng)返回艙距地面30km時(shí),返回艙上的回收發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等動(dòng)作。在飛船返回艙距地面20km以下的高度后,速度減為200m/s而勻速下降,此段過(guò)程中返回艙所受空氣阻力為,式中ρ為大氣的密度,v是返回艙的運(yùn)動(dòng)速度,s為與形狀特征有關(guān)的阻力面積。當(dāng)返回艙距地面高度為10km時(shí)打開(kāi)面積為1200m2的降落傘,直到速度達(dá)到8m/s后勻速下落。為實(shí)現(xiàn)軟著陸(即著陸時(shí)返回艙的速度為零),當(dāng)返回艙離地面1.2m時(shí)反沖發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,使返回艙落地的速度減為零,返回艙此時(shí)的質(zhì)量為2.7×103kg。(取g=10m/s2)
(1)用字母表示出返回艙在速度為200m/s時(shí)的質(zhì)量;
(2)分析從打開(kāi)降落傘到反沖發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前,返回艙的加速度和速度的變化情況;
(3)求反沖發(fā)動(dòng)機(jī)的平均反推力的大小及反沖發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)返回艙做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上,如圖所示,AB段水平,BD段是半徑為R的半圓弧,有一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在圓心O點(diǎn)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小環(huán)套在光滑絕緣桿上,在大小為F的水平恒力作用下從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)撤去恒力,小環(huán)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到達(dá)D點(diǎn),已知CB間距為4R/3。(提示:根據(jù)電磁學(xué)有關(guān)知識(shí),在某一空間放一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷,則距離點(diǎn)電荷為r的某點(diǎn)的電勢(shì)為,其中k為靜電力常量,設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)。
(1)定性說(shuō)明從C運(yùn)動(dòng)到D過(guò)程小環(huán)的電勢(shì)能如何變化
(2)小環(huán)在C點(diǎn)時(shí)加速度為多大
(3)求水平恒力F的最小值。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在同一豎直平面上, 質(zhì)量為2m的小球靜止在光滑斜面底部的壓縮彈簧的頂端此時(shí)小球距斜面頂端的高度為.解除彈簧的鎖定后,小球沿斜面向上運(yùn)動(dòng).離開(kāi)斜面后,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)(此時(shí)球的速度恰好水平)與靜止懸掛在此處的小球發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球剛好能擺到與懸點(diǎn)同一高度,球沿水平方向拋射落在水平面上的點(diǎn), 點(diǎn)的投影與的距離為.已知球質(zhì)量為,懸繩長(zhǎng),視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),重力加速度為,不計(jì)空氣阻力.求:
(1)球在兩球碰撞后瞬間受到懸繩拉力的大小.
(2)球在兩球碰撞前瞬間的速度大小.
(3)彈簧的彈力對(duì)球所做的功.
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科目:高中物理 來(lái)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(xiě)出詳細(xì)分析、判定過(guò)程)(已知:;)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(9分)如圖所示,兩平行金屬板帶等量異號(hào)電荷,兩板間距離為d,與水平方向成a角放置,一電量為+q、質(zhì)量為m的帶電小球恰沿水平直線由靜止開(kāi)始從一板的右端點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到另一板的左端點(diǎn),求:
(1)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小;
(2)小球運(yùn)動(dòng)的加速度大;
(3)小球由靜止開(kāi)始從一板運(yùn)動(dòng)至另一板所需的時(shí)間.
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科目:高中物理 來(lái)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(kāi)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(kāi)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(lái)源: 題型:計(jì)算題
我國(guó)“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在繞月球成功運(yùn)行之后,為進(jìn)一步探測(cè)月球的詳細(xì)情況,又發(fā)射了一顆繞月球表面飛行的科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星,假設(shè)該衛(wèi)星繞月球的運(yùn)動(dòng)視為圓周運(yùn)動(dòng),并已知月球半徑為R,月球表面重力加速度為g,萬(wàn)有引力常量為G,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響.
(1)求該衛(wèi)星環(huán)繞月球運(yùn)行的第一宇宙速度v1;
(2)若該衛(wèi)星在沒(méi)有到達(dá)月球表面之前先要在距月球某一高度繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)姿,且該衛(wèi)星此時(shí)運(yùn)行周期為T(mén),求該衛(wèi)星此時(shí)的運(yùn)行半徑r;
(3)由題目所給條件,請(qǐng)?zhí)岢鲆环N估算月球平均密度的方法,并推導(dǎo)出密度表達(dá)式.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(9分)如圖所示,在同一豎直平面內(nèi)兩正對(duì)著的相同半圓光滑軌道,相隔一定的距離,虛線沿豎直方向,一小球能在其間運(yùn)動(dòng)。今在最低點(diǎn)與最高點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍赖膲毫Γ⑼ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)顯示出。當(dāng)軌道距離變化時(shí),測(cè)得兩點(diǎn)壓力差與距離x的圖像如圖所示。(不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2)求:
(1)小球的質(zhì)量;
(2)光滑圓軌道的半徑;
(3)若小球在最低點(diǎn)B的速度為20 m/s,為使小球能沿光滑軌道運(yùn)動(dòng),x的最大值。
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