【題目】在水平長直的軌道上,有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運(yùn)動.某時刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點,滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)為μ.
(1)證明:若滑塊最終停在小車上,滑塊和車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能與動摩擦因數(shù)μ無關(guān),是一個定值.
(2)已知滑塊與車面間動摩擦因數(shù)μ=0.2,滑塊質(zhì)量m=1kg,車長L=2m,車速v0=4m/s,取g=10m/s2,當(dāng)滑塊放到車面中點的同時對該滑塊施加一個與車運(yùn)動方向相同的恒力F,要保證滑塊不能從車的左端掉下,恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件?
(3)在(2)的情況下,力F取最小值,要保證滑塊不從車上掉下,力F的作用時間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)?
【答案】(1)Q=;(2)F≥6N;(3)0.5s≤t≤1.08s
【解析】
(1)根據(jù)牛頓第二定律,滑塊相對車滑動時的加速度
滑塊相對車滑動的時間
滑塊相對車滑動的距離
滑塊與車摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能
由上述各式解得(與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)的定值)
(2)設(shè)恒力F取最小值為F1,滑塊加速度為a1,此時滑塊恰好到達(dá)車的左端,則
滑塊運(yùn)動到車左端的時間①
由幾何關(guān)系有②
由牛頓定律有③
由①②③式代入數(shù)據(jù)解得,
則恒力F大小應(yīng)該滿足條件是
(3)力F取最小值,當(dāng)滑塊運(yùn)動到車左端后,為使滑塊恰不從右端滑出,相對車先做勻加速運(yùn)動(設(shè)運(yùn)動加速度為a2,時間為t2),再做勻減速運(yùn)動(設(shè)運(yùn)動加速度大小為a3).到達(dá)車右端時,與車達(dá)共同速度.則有
④
⑤
⑥
由④⑤⑥式代入數(shù)據(jù)解得
則力F的作用時間t應(yīng)滿足,即
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法,有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗:小球從左側(cè)斜面的O點由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動,并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時,小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3,根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比,可以得到的最直接的結(jié)論是
A.如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置
B.如果小球不受力,它將一直保持勻速運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)
C.如果小球受到力的作用,它的運(yùn)動狀態(tài)將發(fā)生改變
D.小球受到的力一定時,質(zhì)量越大,它的加速度越小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】據(jù)報道,我國實施的“雙星”計劃發(fā)射的衛(wèi)星中放置了一種“磁強(qiáng)計”,用于測定地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等研究項目。磁強(qiáng)計的原理如圖所示:電路中有一段金屬導(dǎo)體,它的橫截面積是寬為a、高為b的長方形,放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)體中通有沿x正方向、大小為I的電流。已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n,電子電量為e。金屬導(dǎo)電過程中,自由電子做定向移動可視為勻速運(yùn)動。若測出金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間(z=a為前側(cè)面,z=0為后側(cè)面)的電勢差為U,那么( )
A. 前側(cè)面電勢高, B. 前側(cè)面電勢高,
C. 后側(cè)面電勢高, D. 后側(cè)面電勢高,
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在同一勻強(qiáng)磁場中,粒子(He)和質(zhì)子(H)做勻速圓周運(yùn)動,若它們的動量大小相等,則粒子和質(zhì)子
A.運(yùn)動半徑之比為2:1B.運(yùn)動周期之比為2:1
C.運(yùn)動速度大小之比為1:4D.受到的洛倫茲力大小之比為1:2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,放在表面粗糙的固定斜面上的物塊A和懸掛的物體B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。輕繩AO繞過光滑的定滑輪與輕彈簧的右端及輕繩BO的上端連接于O點,輕彈簧中軸線沿水平方向,輕繩的OC段與豎直方向的夾角θ=530,斜面傾角α=370,物塊A和B的質(zhì)量分別為mA=5kg,mB=1kg,彈簧的勁度系數(shù)k=500N/m,( sin370=0.6,cos370=0.8,重力加速度g=10m/s2),求:
(1)彈簧的伸長量x;
(2)物塊A受到的摩擦力。
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球A靜止于光滑水平面上,在A球與墻之間用輕彈簧連接,F(xiàn)用完全相同的小球B以水平速度v0與A相碰后粘在一起壓縮彈簧。不計空氣阻力,若彈簧被壓縮過程中的最大彈性勢能為E,從球A被碰后開始到回到原靜止位置的過程中墻對彈簧的沖量大小為I,則下列表達(dá)式中正確的是( 。
A. E= I=2B. E= I=2
C. E= I=D. E= I=
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【題目】用如圖所示的實驗裝置研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)有電流從電流表的正極流入時,指針向右偏轉(zhuǎn)。下列說法哪些是正確
A.當(dāng)把磁鐵N極向下插入線圈時,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
B.保持磁鐵在線圈中靜止,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C.磁鐵插入線圈后,將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運(yùn)動,電流表指針向左偏轉(zhuǎn)
D.當(dāng)把磁鐵N極從線圈中拔出時,電流表指針向右偏轉(zhuǎn)
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【題目】電視機(jī)中顯像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠電子槍產(chǎn)生高速電子束,并在變化的磁場作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),打在熒光屏不同位置上發(fā)出熒光而形成像。顯像管的原理示意圖(俯視圖)如圖1所示,在電子槍右側(cè)的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生使電子束沿紙面發(fā)生偏轉(zhuǎn)的磁場(磁場方向與紙面垂直),該磁場分布的區(qū)域截面為圓形,如圖2所示。由于電子的速度極大,同一電子穿過磁場過程中可認(rèn)為磁場沒有變化,是穩(wěn)定的勻強(qiáng)磁場。
已知電子質(zhì)量為m,帶電荷量為-e,電子槍加速電壓為U,偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域的半徑為R,其圓心為O點。當(dāng)沒有磁場時,電子束通過O點,打在熒光屏正中的M點,O點到熒光屏中心的距離OM=L。若電子被加速前的初速度和所受的重力、電子間的相互作用力以及地磁場對電子束的影響均可忽略不計,不考慮相對論效應(yīng)及磁場變化所激發(fā)的電場對電子束的作用。
(1)求電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏上P點時的速率;
(2)下圖a、b為偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的兩種圖像,圖c為屏幕示意圖,請畫出兩種情況下屏幕上分別出現(xiàn)的圖樣。注:在該磁場作用下,電子只在水平方向有偏轉(zhuǎn),落點在屏幕中央水平軸上;
(3)若使電子發(fā)生水平方向偏轉(zhuǎn)的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,屏幕水平寬度為d,設(shè)d=2L。為使電子打在屏幕內(nèi),求B的大小范圍。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面,導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路。導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧,兩棒的中間用細(xì)線綁住,它們的電阻均為R,回路上其余部分的電阻不計。在導(dǎo)軌平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場。開始時,導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài),剪斷細(xì)線后,導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中( )
A. 回路中有感應(yīng)電動勢
B. 兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向相同
C. 兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒,機(jī)械能守恒
D. 兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒,機(jī)械能不守恒
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