【題目】如圖所示是某游戲設(shè)施的簡化圖,由光滑圓弧軌道AB、半徑R=0.2 m的豎直圓軌道CDC、水平光滑軌道CE和粗糙水平軌道BC組成。NN'是一堵豎直墻,與E點的水平距離L=4 m,MM'是一塊長L0=2.4 m的軟墊,水平軌道CE離地高度h=3.2 m,ME點的正下方。m=1 kg的物體(可視為質(zhì)點)從離水平軌道BCH的圓弧軌道上的A點無初速度釋放。已知物體與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,BC的長度x0=9 m,重力加速度為g=10 m/s2

(1)若物體恰好能通過豎直圓軌道的最高點D,從E點水平拋出,求物體到達(dá)圓軌道最低點C時對軌道的壓力;

(2)物體拋出后,若撞在豎直墻上,撞擊前后,豎直方向上的速度大小、方向均不變,水平方向的速度大小不變,方向相反,欲使物體能順利通過豎直圓軌道最高點且安全落在軟墊MM'上,求物體釋放高度H的取值范圍。

【答案】(1)60 N,方向豎直向下;(2)4.25 m≤H≤6.8 m。

【解析】

(1)物體恰好能過最高點D有:

CD由機(jī)械能守恒得:

C點有:

聯(lián)立解得:

由牛頓第三定律可知,物體到達(dá)圓軌道最低點C時對軌道的壓力大小為60N,方向豎直向下;

(2)由題意可知,要使物體能順利通過豎直圓軌道最高點且安全落在軟墊MM'上,物體從E飛出在水平方向的位移最大為2L(即打在M點),最小的位移為(L+L-L0

物體運動的時間為:

E點飛出的最大速度為:

最小速度為:

AE由動能定理得:

聯(lián)立解得:4.25 m≤H≤6.8 m。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中,如圖所示,環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端,b、d是水平直徑的兩端,質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球套在圓環(huán)上,并可沿環(huán)無摩擦滑動,已知小球自a點由靜止釋放,沿abc運動到d點時速度恰好為零,由此可知( )

A. 小球所受重力與電場力大小相等

B. 小球在d點時的電勢能最小

C. 小球在b點時的機(jī)械能最大

D. 小球在圓環(huán)上b、c中點時的動能最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,L為一自感線圈,兩支路直流電阻相等,則 ( )

A. 閉合開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于電流表A2 的示數(shù)

B. 閉合開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)

C. 閉合開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)

D. 斷開開關(guān)S時,穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點為O.輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°,物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài).(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

1)輕繩OA、OB受到的拉力是多大?

2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】長郡中學(xué)的小林同學(xué)探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系。

(1)將彈簧懸掛在鐵架臺上,將刻度尺固定在彈簧一側(cè)。彈簧軸線和刻度尺都應(yīng)在____(選填水平豎直)方向。

(2)在正確操作的情況下,某同學(xué)選了甲、乙兩根規(guī)格不同的彈簧進(jìn)行測試,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖象。則甲、乙兩根彈簧的勁度系數(shù)分別為___N/m__N/m;兩個圖象的上端都呈曲線的原因是_______,若要制作一個精確程度較高的彈簧測力計,應(yīng)選彈簧____。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系.一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置.其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量.(滑輪質(zhì)量不計)

(1)實驗時,一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是__________.

A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量

B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力

C.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)

D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶

E.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點間還有兩個點沒有畫出).已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為__________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫軸的夾角為,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為__________.

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為研究木板與木塊之間滑動摩擦力大小的實驗裝置,將一木塊和木板疊放于水平桌面上,輕質(zhì)彈簧測力計一端固定,另一端用細(xì)線與木塊水平相連,F(xiàn)在用輕繩與長木板連接,用手向右水平拉輕繩,使長木板在桌面上滑動。則

A. 木塊與木板之間的摩擦力是滑動摩擦力

B. 水平桌面必須必須光滑

C. 必須使木板在桌面上做勻速直線運動

D. 木板運動過程中,彈簧秤示數(shù)保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)某同學(xué)對一個表頭G進(jìn)行改裝,已知其滿偏電流Ig=100 μA,內(nèi)阻標(biāo)稱值Rg=900 Ω,先利用定值電阻R1將表頭改裝成一個1 mA的電流表,然后利用定值電阻R2再將此電流表改裝成一個3 V的電壓表V1(如圖1所示);則根據(jù)條件,定值電阻R1=___Ω,R2=____Ω。

(2)改裝完畢后,他用量程為3 V,內(nèi)阻為2 500 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2對此電壓表從0開始全范圍的刻度進(jìn)行校準(zhǔn).滑動變阻器R有兩種規(guī)格:

A:滑動變阻器(0~20 Ω)

B:滑動變阻器(0~2 kΩ)

為了實驗中電壓調(diào)節(jié)方便,R應(yīng)選用____(填AB)。

(3)完成圖2中的校準(zhǔn)電路圖(要求:滑動變阻器的觸頭畫在開始實驗時的位置上)_________

(4)由于表頭G上的標(biāo)稱值Rg大于真實值,造成改裝后電壓表的讀數(shù)會比標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)_____。(填偏大偏小”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在銀河系中,雙星的數(shù)量非常多,冥王星和它的衛(wèi)星卡戎就是一對雙星所謂雙星就是兩顆相距較近的星球,在相互間萬有引力的作用下,繞連線上某點做勻速圓周運動如圖所示,兩個質(zhì)量不等的星球ab構(gòu)成一個雙星系統(tǒng),它們分別環(huán)繞著O點做勻速圓周運動關(guān)于a、b兩顆星的運動和受力,下列判斷正確的是  

A. 向心力大小相等 B. 線速度大小相等

C. 周期大小不相等 D. 角速度大小不相等

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