(18分)如圖所示為兒童樂娛樂的滑梯示意圖,其中AB為長s1=3m的斜面滑槽,與水平方向夾角為370,BC為水平滑槽,AB與BC連接處通過一段圓弧相連,BC右端與半徑R=0.2m的四分之一圓弧CD相切,ED為地面。兒童在娛樂時從A處由靜止下滑,設(shè)該兒童與斜面滑槽及水平滑槽之間動摩擦因數(shù)都為μ=0.5,求:
(1)該兒童滑到斜面底端B點時的速度為多大?
(2)為了使該兒童滑下后不會從C處平拋出去,水平滑槽BC長度s2應(yīng)大于多少?
(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)
(1) (2)1m
解析試題分析:解答本題的關(guān)鍵是要多次運用功能關(guān)系列式求解,同時應(yīng)注意分析題意中的臨界條件.
(1)小孩由A滑到B的過程,由能的轉(zhuǎn)化和守恒:
帶入數(shù)據(jù)計算得,小孩到B時速度
(2)兒童在C點若速度過大則重力不足以提供向心力將會做平拋運動.要使兒童不會做平拋(與接觸面間壓力不為零),則在C點兒童應(yīng)做圓周運動,滿足:
解得:.
兒童從B到C處,根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒:
解得:
所以為了使該兒童滑下后不會從C處平拋出去,水平滑槽BC長度s2應(yīng)大于1m.
考點:本題主要考查能的轉(zhuǎn)化和守恒定律、功能關(guān)系、牛頓第二定律、向心力,以及對規(guī)律的理解和綜合應(yīng)用能力.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點,彈簧處于自然狀態(tài)時其右端位于B點。水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑R="0.8" m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧,MN為其豎直直徑,P點到桌面的豎直距離也是R。用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點,釋放后彈簧恢復(fù)原長時物塊恰停止在B點。用同種材料、質(zhì)量為m2=0.2kg的物塊將彈簧也緩慢壓縮到C點釋放,物塊過B點后其位移與時間的關(guān)系為x=8t-2t2,物塊從桌面右邊緣D點飛離桌面后,由P點沿圓軌道切線落入圓軌道。g ="10" m/s2,求:
(1)BP間的水平距離;
(2)判斷m2能否沿圓軌道到達(dá)M點;
(3)釋放后m2在水平桌面上運動過程中克服摩擦力做的功.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖10所示,質(zhì)量為m的小球,由長為l的細(xì)線系住,線能承受的最大拉力是9mg,細(xì)線的另一端固定在A點,AB是過A的豎直線,E為AB上的一點,且AE=0.5l,過E作水平線EF,在EF上釘鐵釘D,現(xiàn)將小球拉直水平,然后由靜止釋放,小球在運動過程中,不計細(xì)線與釘子碰撞時的能量損失,不考慮小球與細(xì)線間的碰撞.
(1)若釘鐵釘位置在E點,求細(xì)線與釘子碰撞前后瞬間,細(xì)線的拉力分別是多少?
(2)若小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動,求釘子位置在水平線EF上距E點距離的取值。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)空間中取坐標(biāo)系Oxy,在第一象限內(nèi)平行于y軸的虛線MN與y軸距離為d,從y軸到MN之間的區(qū)域充滿一個沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E,如圖所示。初速可忽略的電子經(jīng)過一個電場直線加速后,從y軸上的A點以平行于x軸的方向射入第一象限區(qū)域,A點坐標(biāo)為(0,h)。已知電子帶電量大小,質(zhì)量,忽略電子重力的作用。則
(1)若電子從B飛離MN,飛離時速度大小,且與初速度夾角,求AB間電勢差;
(2)若加速電場的電勢差可變,調(diào)節(jié)電勢差,使電子經(jīng)過x軸時的坐標(biāo)為(2d,0),求加速電場的電勢差U0 .
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖甲所示,電荷量為q =1×10-4C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上,所在空間存在方向沿水平向右的電場,電場強(qiáng)度E的大小與時間的關(guān)系如圖乙所示,物塊運動速度與時間t的關(guān)系如圖丙所示,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)前2秒內(nèi)電場力做的功。(4分)
(2)物塊的質(zhì)量. (3分)
(3)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)(3分)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示一輛箱式貨車的后視圖。該箱式貨車在水平路面上做彎道訓(xùn)練。圓弧形彎道的半徑為R=8m,車輪與路面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.8,滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。貨車頂部用細(xì)線懸掛一個小球P,在懸點O處裝有拉力傳感器。車沿平直路面做勻速運動時,傳感器的示數(shù)為F0=4N。取g=10m/s2。⑴該貨車在此圓弧形彎道上做勻速圓周運動時,為了防止側(cè)滑,車的最大速度vm是多大?⑵該貨車某次在此彎道上做勻速圓周運動,穩(wěn)定后傳感器的示數(shù)為F=5N,此時細(xì)線與豎直方向的夾角θ是多大?此時貨車的速度v是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(17分)如圖所示,長12m質(zhì)量為50kg的木板右端有一立柱.木板置于水平地面上,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1,質(zhì)量為50kg的人立于木板左端,木板與人均靜止,當(dāng)人以4m/s2的加速度勻加速向右奔跑至板的右端時,立刻抱住立柱,(取g=10m/s2)試求:
(1)人在奔跑過程中受到的摩擦力的大。
(2)人在奔跑過程中木板的加速度.
(3)人從開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時間.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分) 如圖所示,一條軌道固定在豎直平面內(nèi),ab段水平且粗糙,動摩擦因數(shù)為μ.bcde段光滑,cde段是以O(shè)為圓心、半徑為R的一小段圓弧.可視為質(zhì)點的物塊A和B緊靠在一起,靜止于b處,A的質(zhì)量是B的3倍.兩物體在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離,分別沿軌道向左、右運動.B到d點時速度沿水平方向,此時軌道對B的支持力大小等于B所受重力的3/4,重力加速度g,
求:(1)物塊B在d點的速度大;
(2)分離后B的速度;
(3)分離后A在ab段滑行的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在一個水平面上建立x軸,在過原點O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E=6×105N/C,方向與x軸正方向相同,在O處放一個帶電量q=-5x10-8C,質(zhì)量m=10g的絕緣物塊。物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,沿x軸正方向給物塊一個初速度vo=2m/s,如圖12所示,求物塊最終停止時的位置。(g取10m/s2)
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