【題目】如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接,導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧,脫離彈簧后當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動完成半個(gè)圓周運(yùn)動恰好到達(dá)C點(diǎn).試求:
(1)彈簧開始時(shí)的彈性勢能;
(2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動至C點(diǎn)克服阻力做的功;
(3)物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的速度大小和方向.
【答案】
(1)解:物塊在B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得:FN﹣mg=m ,
由題意:FN=7mg
物體經(jīng)過B點(diǎn)的動能:EkB= mvB2=3mgR
在物體從A點(diǎn)至B點(diǎn)的過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,彈簧的彈性勢能:Ep=EkB=3mgR
答:彈簧開始時(shí)的彈性勢能是3mgR
(2)解:物體到達(dá)C點(diǎn)僅受重力mg,根據(jù)牛頓第二定律有:mg=m ,EkC= mvC2= mgR
物體從B點(diǎn)到C點(diǎn)只有重力和阻力做功,根據(jù)動能定理有:W阻﹣mg2R=EkC﹣EkB
解得:W阻=﹣0.5mgR
所以物體從B點(diǎn)運(yùn)動至C點(diǎn)克服阻力做的功為:W=0.5mgR
答:物體從B點(diǎn)運(yùn)動至C點(diǎn)克服阻力做的功為0.5mgR
(3)解:物體離開軌道后做平拋運(yùn)動,
水平方向有:
堅(jiān)直方向有:
落地時(shí)的速度大。
與水平方向成θ角斜向下: .得θ=arctan2
答:物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的速度大小是 ,方向與水平方向成arctan2角
【解析】(1)研究物體經(jīng)過B點(diǎn)的狀態(tài),根據(jù)牛頓運(yùn)動定律求出物體經(jīng)過B點(diǎn)的速度,得到物體的動能,物體從A點(diǎn)至B點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒定律,彈簧的彈性勢能等于體經(jīng)過B點(diǎn)的動能;(2)物體恰好到達(dá)C點(diǎn)時(shí),由重力充當(dāng)向心力,由牛頓第二定律求出C點(diǎn)的速度,物體從B到C的過程,運(yùn)用動能定理求解克服阻力做的功;(3)物體離開軌道后做平拋運(yùn)動,運(yùn)用運(yùn)動的合成和分解法求出物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的速度大小和方向.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用平拋運(yùn)動和機(jī)械能綜合應(yīng)用的相關(guān)知識可以得到問題的答案,需要掌握特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動;運(yùn)動規(guī)律:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動;系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E 1 等于末態(tài)的總機(jī)械能E 2 ,即E1 =E2;系統(tǒng)減少的總重力勢能ΔE P減 等于系統(tǒng)增加的總動能ΔE K增 ,即ΔE P減 =ΔE K增;若系統(tǒng)只有A、
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,定值電阻R1=3Ω,R2=2Ω,滑動變阻器RP的最大電阻為10Ω,電表均視為理想電表,調(diào)節(jié)RP記錄多組U,I數(shù)據(jù),畫出了如圖乙所示的U一I,圖象,下列說法正確的是( 。
A.當(dāng)滑動變阻器由中點(diǎn)向右移動時(shí),滑動變阻器上的功率先增加后減小
B.當(dāng)滑動變阻器的電阻為10Ω時(shí),滑動變阻器的功率最大
C.當(dāng)滑動變阻器的電阻為4Ω時(shí),電源的效率最大
D.電源的最大功率為2.25 W
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一小球從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,在第15s內(nèi)的位移比第14s內(nèi)的位移多0.2m,則下列說法正確的是( )
A. 小球加速度為0.3m/s2
B. 小球第15s內(nèi)的平均速度為1.5m/s
C. 小球第14s的初速度為2.6m/s
D. 前15s內(nèi)的平均速度為2.9m/s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2 , 測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg.
若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量,量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖所示(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s),那么:
(1)紙帶的端與重物相連;
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),物體的速度vB=;
(3)從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢能減少量是△Ep= , 此過程中物體動能的增加量△Ek=(取g=9.8m/s2);
(4)通過計(jì)算,數(shù)值上△Ep△Ek(填“>”“=”或“<”=,這是因?yàn)?/span>;
(5)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是 .
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角 的足夠長的固定的斜面上,有一質(zhì)量m=1kg的物塊,物塊與斜面間 因數(shù)μ=0.2,物體受到沿平行于斜面向上的輕細(xì)線的拉力F=9.6N的作用,從靜止開始運(yùn)動,經(jīng)2s繩子突然斷了,求:
(1)繩斷瞬間物體的速度大小為多少?
(2)繩斷后多長時(shí)間物體速度大小達(dá)到22m/s.(sin37°=0.6,g=10m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,粗糙水平地面上的長方體物塊將一重為G的光滑圓球抵在光滑豎直的墻壁上,現(xiàn)用水平向右的拉力F緩慢拉動長方體物塊,在圓球與地面接觸之前,下面的相關(guān)判斷正確的是( )
A.球?qū)Ρ诘膲毫χ饾u減小
B.地面對長方體物塊的支持力逐漸增大
C.地面對長方體物塊的摩擦力逐漸增大
D.水平拉力F逐漸減小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖(甲)所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖(乙)所示,則( 。
A.t1時(shí)刻小球動能最大
B.t2時(shí)刻小球動能最大
C.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動能先增加后減少
D.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,下面一些實(shí)驗(yàn)步驟:
A.用天平測出重物和夾子的質(zhì)量
B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用鐵夾固定在放到桌邊的鐵架臺上,使兩個(gè)限位孔在同一豎直面內(nèi)
C.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在交流電源上,電源開關(guān)處于斷開狀態(tài)
D.將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,上端用手提著,下端夾上系住重物的夾子,讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,處于靜止?fàn)顟B(tài)
E.接通電源,待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶,再斷開電源
F.用秒表測出重物下落的時(shí)間
G.更換紙帶,重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(1)對于本實(shí)驗(yàn),以上不必要的兩個(gè)步驟是
(2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,O為打出的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為從適當(dāng)位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其它點(diǎn)未畫出),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),若重物的質(zhì)量為0.5kg,當(dāng)?shù)刂亓铀俣热=9.8m/s2 , 由圖乙所給的數(shù)據(jù)算出(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字):
①從O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中,重力勢能的減少量為J;
②打B點(diǎn)時(shí)重物的動能為J.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示豎直面內(nèi),水平線OO′下方足夠大的區(qū)域內(nèi)存在水平勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一個(gè)單匝正方形導(dǎo)體框,邊長為L,質(zhì)量為m,總電阻為r,從ab邊距離邊界OO′為L的位置由靜止釋放,已知從ab邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛進(jìn)入磁場所有時(shí)間t,重力加速度為g,空氣阻力不計(jì),導(dǎo)體框不翻轉(zhuǎn).求:
(1)ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí),ba間電勢差的大小Uba;
(2)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),導(dǎo)體框的速度.
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