如圖所示,水平面上某點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧,A點(diǎn)左側(cè)的水平面光滑,右側(cè)水平面粗糙,在A點(diǎn)右側(cè)5m遠(yuǎn)處(B點(diǎn))豎直放置一半圓形光滑軌道,軌道半徑R=0.4m,連接處平滑,F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊放在彈簧的右端(不拴接),用力向左推滑塊而壓縮彈簧,使彈簧具有的彈性勢(shì)能為2J,放手后,滑塊被向右彈出,它與A點(diǎn)右側(cè)水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,取g =10m/s2,求:
(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道最低點(diǎn)B處時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)改變半圓形軌道的位置(左右平移),使得被彈出的滑塊到達(dá)半圓形軌道最高點(diǎn)C處時(shí)對(duì)軌道的壓力大小等于滑塊的重力,問AB之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少?
(1)FNB=6N;(2)4m或6m
解析試題分析:(1)從小滑塊被釋放到達(dá)B的過程中,由動(dòng)能定理:W-μmgx=
滑塊在B點(diǎn)開始做圓周運(yùn)動(dòng),由向心力公式 FNB-mg=,彈簧彈力做功W=EP=2J
解得FNB=6N
(2)在圓周最高處C處,滑塊對(duì)軌道的壓力等于其重力,包含兩種情況:第一,滑塊受到向下的壓力FNC=mg,在C點(diǎn)由向心力公式有mg+FNC=,整個(gè)過程由動(dòng)能定理有W-μmgx1-mg2R=,解得x1=4m;
第二,滑塊受到向下的壓力F′NC=mg,在C點(diǎn)由向心力公式有mg-FNC=,同理,x1=6m;
考點(diǎn): 動(dòng)能定理;向心力公式
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖1所示, A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道,AB段、CD段均為半徑R=1.6m的半圓,BC、AD段水平,AD=BC=8m。B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強(qiáng)電場(chǎng),
場(chǎng)強(qiáng)E=5×105V/m。質(zhì)量為m=4×10-3kg、帶電量q=+1×10-8C的小環(huán)套在軌道上。小環(huán)與軌道AD段
的動(dòng)摩擦因數(shù)為,與軌道其余部分的摩擦忽略不計(jì),F(xiàn)使小環(huán)在D點(diǎn)獲得沿軌道向左的初速度
v0=4m/s,且在沿軌道AD段運(yùn)動(dòng)過程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F(變化關(guān)系如
圖2)作用,小環(huán)第一次到A點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓軌道剛好無壓力。不計(jì)小環(huán)大小,g取10m/s2。求:
(1)小環(huán)運(yùn)動(dòng)第一次到A時(shí)的速度多大?
(2)小環(huán)第一次回到D點(diǎn)時(shí)速度多大?
(3)小環(huán)經(jīng)過若干次循環(huán)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),此時(shí)到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)不小于多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
靜止在水平面上的A、B兩個(gè)物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖.輕繩長(zhǎng)L=1m,承受的最大拉力為8N.A的質(zhì)量m1=2kg,B的質(zhì)量m2=8kg.A、B與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用一逐漸增大的水平力F作用在B上,使A、B向右運(yùn)動(dòng).當(dāng)F增大到某一值時(shí),輕繩剛好被拉斷(g=10m/s2).求:
(1)繩剛被拉斷時(shí)F的大;
(2)若繩剛被拉斷時(shí),A、B的速度為2m/s,保持此時(shí)的F大小不變,當(dāng)A靜止時(shí),A、B間的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(13分)如圖所示是游樂場(chǎng)中過山車的實(shí)物圖片,可將過山車的一部分運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為圖中的模型圖。模型圖中光滑圓形軌道的半徑R=8.0m,該光滑圓形軌道固定在傾角為θ=37°斜軌道面上的Q點(diǎn),圓形軌道的最高點(diǎn)A與傾斜軌道上的P點(diǎn)平齊,圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接,F(xiàn)使質(zhì)量為m的小車(視作質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若小車恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn)A處,則:
(1)小車在A點(diǎn)的速度為多大?(結(jié)果用根式表示)
(2)小車在圓形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)軌道的最大壓力為多少?
(3)求斜軌道面與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大?(結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,水平放置的平行金屬板A和B的距離為d,它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN,現(xiàn)在A、B板上加上如圖乙所示的方波形電壓,電壓的正向值為U0,反向電壓值為,且每隔T/2變向1次,F(xiàn)將質(zhì)量為m的帶正電,且電荷量為q的粒子束從AB的中點(diǎn)O以平行于金屬板的方向OO′射入,設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時(shí)間均為T。不計(jì)重力的影響,試問:
(1)定性分析在t=0時(shí)刻從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子,在垂直于金屬板的方向上的運(yùn)動(dòng)情況。
(2)在距靶MN的中心O′點(diǎn)多遠(yuǎn)的范圍內(nèi)有粒子擊中?
(3)要使粒子能全部打在靶MN上,電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件?(寫出U0、m、d、q、T的關(guān)系式即可)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(8分)、如圖,質(zhì)量m=1kg的滑塊放在質(zhì)量M=1kg的長(zhǎng)木板左端,木板放在光滑的水平面上,滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,木板長(zhǎng)L=75cm,開始時(shí)兩者都 處在靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)用水平向右的恒力F拉小滑塊向木板的右端運(yùn)動(dòng),為了在0.5s末使滑塊從木板右端滑出,拉力F應(yīng)多大?此過程產(chǎn)生的熱量是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(17分)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B靜止在光滑水平軌道上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,B與彈簧左端接觸但不拴接,A的右邊有一垂直于水平軌道的固定擋板P。左邊有一小球C沿軌道以某一初速度射向B球,如圖所示,C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一整體D,在它們繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)的過程中,當(dāng) D和A的速度剛好相等時(shí),小球A恰好與擋板P發(fā)生碰撞,碰后A立即靜止并與擋板P粘連。之后D被彈簧向左彈出,D沖上左側(cè)與水平軌道相切的豎直半圓光滑軌道,其半徑為,D到達(dá)最高點(diǎn)Q時(shí),D與軌道間彈力。已知三小球的質(zhì)量分別為、。取,求:
(1)D到達(dá)最高點(diǎn)Q時(shí)的速度的大;
(2)D由Q點(diǎn)水平飛出后的落地點(diǎn)與Q點(diǎn)的水平距離s;
(3)C球的初速度的大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,一工件置于水平地面上,其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道,BC段為一長(zhǎng)度L=0.5m的粗糙水平軌道,二者相切于B點(diǎn),整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi),P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,其質(zhì)量m=0.2Kg,與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)。工件質(zhì)量M=0.8Kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(取g=10m/s2)
(1)若工件固定,將物塊由P點(diǎn)無初速度釋放,滑至C點(diǎn)時(shí)恰好靜止,求P、C兩點(diǎn)間的高度差h。
(2)若將一水平恒力F作用于工件,使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜止,一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
①求F的大小。
②當(dāng)速度時(shí),使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)(即不考慮減速的時(shí)間和位移),物塊飛離圓弧軌道落至BC段,求物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(18分)如圖所示,質(zhì)量為的滑塊,在水平力作用下靜止在傾角為的光滑斜面上,斜面的末端B與水平傳送帶相接(物塊經(jīng)過此位置滑上皮帶時(shí)無能量損失),傳送帶的運(yùn)行速度為,長(zhǎng)為。今將水平力撤去,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時(shí),恰好與傳送帶速度相同。已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()。求:
(1)水平力撤去后,滑塊(在斜面上)的加速度大;
(2)滑塊下滑的高度;
(3)若滑塊進(jìn)入傳送帶時(shí)速度大于,則滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量為多少.
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