【題目】半徑為R=0.45m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),B點為軌道最低點,在光滑水平面上緊挨B點有一靜止的平板車,其質(zhì)量M=5kg,長度L=0.5m,車的上表面與B點等高,與水平面的高度為h=0.2m,可視為質(zhì)點的物塊從圓弧軌道最高點A由靜止釋放,其質(zhì)量m=1kg,g10m/s2。

1)求物塊滑到B點時對軌道壓力的大小;

2)若平板車上表面粗糙,物塊最終恰好沒有滑離平板車,求物塊最終的速度和物塊與平板車之間的動摩擦因數(shù);

3)若將平板車固定且在上表面鋪上一種動摩擦因數(shù)逐漸增大的特殊材料,物塊在平板車上向右滑動時,所受摩擦力Ff隨它距B點位移L的變化關(guān)系如圖乙所示,物塊最終滑離了平板車,求物塊落地時與平板車右端的距離.

【答案】130N;(20.75;(3

【解析】

1)物塊從圓弧軌道A點滑到B點的過程中,只有重力做功,其機械能守恒,由機械能守恒定律得

代入數(shù)據(jù)解得

vB=3m/s

B點,由牛頓第二定律得

代入數(shù)據(jù)解得

FN=3mg=3×1×10N=30N

由牛頓第三定律可知,物塊滑到軌道B點時對軌道的壓力

FN′=FN=30N

2)物塊滑上小車后,由于水平地面光滑,系統(tǒng)的合外力為零,所以系統(tǒng)的動量守恒。以向右為正方向,由動量守恒定律得

mvB=m+Mv

代入數(shù)據(jù)解得

v=0.5m/s

由能量關(guān)系

解得

μ=0.75

3)物塊在小車上滑行時的克服摩擦力做功為Ff-L圖線與橫軸所圍的面積大小?朔Σ亮ψ龉

物塊在平板車上滑動過程,由動能定理得

代入數(shù)據(jù)解得

由平拋知識可得

x=vt

解得

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,兩塊水平放置的平行金屬板a、b,相距為d,組成一個電容為C的平行板電容器,R1為定值電阻,R2為可變電阻,開關(guān)S閉合.質(zhì)量為m的帶正電的微粒從O點以水平速度v射入金屬板問,沿曲線打在b板上的P點若經(jīng)有關(guān)調(diào)整后,微粒仍從O點以水平速度v射入,不計空氣阻力及板外電場,則下列判斷正確的是(  )

A.只增大R2,微粒打在P點左側(cè)

B.只增大R2,微粒仍打在P

C.S斷開,a板稍微豎直上移,微粒仍打在P

D.S斷開,a板稍微豎直上移,微粒打在P點左側(cè)

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【題目】我國探月工程的重要項目之一是探測月球含量。如圖所示,2個質(zhì)子和1個中子組成)和2個質(zhì)子和2個中子組成)組成的粒子束經(jīng)電場加速后,進入速度選擇器,再經(jīng)過狹縫P進入平板S下方的勻強磁場,沿半圓弧軌跡抵達照相底片,并留下痕跡M、N。下列說法正確的是(  )

A.速度選擇器內(nèi)部的磁場垂直紙面向外B.平板S下方的磁場垂直紙面向里

C.經(jīng)過狹縫P時,兩種粒子的速度不同D.痕跡N抵達照相底片上時留下的

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【題目】為測量某種合金材料的電阻率,某同學選取了一個長為L的圓柱形合金材料器件進行實驗:

(1)用螺旋測微器測量該器件的直徑,讀數(shù)如圖甲所示,直徑d=_________mm;

(2)為精確測量合金材料的電阻率,該同學利用以下器材,設計了如圖乙所示的電路圖。其中:

待測器件Rx約為450Ω;

電流表A(量程為5mA,內(nèi)阻RA=120Ω);

電壓表V(量程為10V,內(nèi)阻RV約為2kΩ);

定值電阻R0=40Ω;

滑動變阻器R0-20Ω);

蓄電池E(電動勢約為l2V,內(nèi)阻很。;

開關(guān)K及導線若干。

①根據(jù)實驗電路圖,把圖丙的實物圖補充完整;

______

②該同學在正確連接好電路后測量了多組U、I值,并描繪了IU圖像,如圖丁所示。求得該圖線的斜率k=5.0×104A/V,可得該器件的電阻Rx=_________Ω。再根據(jù)得到合金材料的電阻率。

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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)的xOy坐標系中,第一象限存在沿y軸負方向的勻強電場,第三、四象限存在方向垂直于xOy平面向外的勻強磁場。緊貼x軸水平放置一長為3d的絕緣彈性薄板MN,MN關(guān)于y軸對稱。一帶正電的粒子以速度v0P點(0,)沿x軸正方向射入電場,恰好從N點進入磁場。粒子進入磁場后立即撤去電場。粒子在磁場運動過程中與絕緣彈性薄板碰撞兩次后恰好從M點進入第二象限,假設粒子與彈性板碰撞時,既無電荷轉(zhuǎn)移,也無動能損失,入射速度方向和反射速度方向的關(guān)系類似光的反射。已知粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不計粒子重力。求:

(1)勻強電場的電場強度E的大小;

(2)勻強磁場的磁感應強度B的大小;

(3)若在第二象限施加一區(qū)域為圓形的勻強磁場,磁感應強度大小也為B,粒子飛出磁場區(qū)域后恰能水平經(jīng)過P點,求粒子從M點運動到P點的時間t。

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【題目】如圖,兩個輕環(huán)ab套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上:一細線穿過兩輕環(huán),其兩端各系一質(zhì)量為m的小球,在ab之間的細線上懸掛一小物塊.平衡時,a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑.不計所有摩擦,小物塊的質(zhì)量為(  )

A. B. C. m D. 2m

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【題目】甲、乙兩人用aObO通過裝在P樓和Q樓樓頂?shù)亩ɑ啠瑢①|(zhì)量為m的物塊由O點沿Oa直線緩慢向上提升,如圖所示。則在物塊由O點沿直線Oa緩慢上升過程中,以下判斷正確的是

A. aO繩和bO繩中的彈力都逐漸減小

B. aO繩和bO繩中的彈力都逐漸增大

C. aO繩中的彈力先減小后增大,bO繩中的彈力一直在增大

D. aO繩中的彈力一直在增大,bO繩中的彈力先減小后增大

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【題目】驗證力的平行四邊形定則,如圖所示,實驗步驟如下:

用兩個相同的彈簧測力計互成角度拉細繩套,使橡皮條伸長,結(jié)點到達紙面上某一位置,記為O1;

記錄兩個彈簧測力計的拉力F1F2的大小和方向;

只用一個彈簧測力計,將結(jié)點仍拉到位置O1,記錄彈簧測力計的拉力F3的大小和方向;

按照力的圖示要求,作出拉力F1F2、F3;

根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1F2的合力F;

比較F3F的一致程度.

(1) 下列說法正確的是________

A.應使橡皮條與兩繩夾角的平分線在同一直線上

B.為了便于計算合力大小,兩繩間夾角應取30°、45°、90°等特殊角度

C.系在橡皮條末端的兩繩要一樣長

D.同時改變兩個彈簧測力計的拉力,結(jié)點可能保持在位置O1

(2) 改變F1、F2,重復步驟①至⑥進行第二次實驗,記下結(jié)點位置O2,位置O2________(選填必須不必”)與位置O1相同.

(3) 實驗記錄紙如圖乙所示,兩彈簧測力計共同作用時,拉力F1F2的方向分別過P1P2點;兩個力的大小分別為F13.0 N、F23.5 N.請根據(jù)圖中給出的標度作出F1F2的合力,測得合力F________N(保留兩位有效數(shù)字)

(4) 實驗中用兩個彈簧測力計同時拉,兩繩夾角小于90°,一個彈簧測力計示數(shù)接近量程,另一個超過量程的一半.這樣操作________(選填合理不合理”),理由是______

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【題目】我國發(fā)射的天宮一號神州八號在對接前,天宮一號的運行軌道高度為350km,神州八號的運行軌道高度為343km。它們的運行軌道均視為圓周,則

A. “天宮一號神州八號速度大

B. “天宮一號神州八號周期長

C. “天宮一號神州八號角速度大

D. “天宮一號神州八號加速度大

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