【題目】如圖所示為某種游戲裝置的示意圖,水平導(dǎo)軌MNPQ分別與水平傳送帶左側(cè)和右側(cè)理想連接,豎直圓形軌道與PQ相切于Q。已知傳送帶長L4.0m,且沿順時(shí)針方向以恒定速率v3.0m/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)質(zhì)量均為m的滑塊BC靜止置于水平導(dǎo)軌MN上,它們之間有一處于原長的輕彈簧,且彈簧與B連接但不與C連接。另一質(zhì)量也為m的滑塊A以初速度v0沿B、C連線方向向B運(yùn)動(dòng),AB碰撞后粘合在一起,碰撞時(shí)間極短。若C距離N足夠遠(yuǎn),滑塊C脫離彈簧后以速度vC2.0m/s滑上傳送帶,并恰好停在Q點(diǎn)。已知滑塊C與傳送帶及PQ之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ0.20,裝置其余部分均可視為光滑,重力加速度g10m/s2。求:

(1)PQ的距離;

(2)v0的大;

(3) 已知豎直圓軌道半徑為0.55m,若要使C不脫離豎直圓軌道,求v0的范圍。

【答案】1;(2

【解析】

(1)設(shè)C滑上傳送帶后一直加速,則

解得:

所以C在傳送帶上一定先加速后勻速,滑上PQ的速度:

又因恰好停在Q點(diǎn),則有:

解得

(2)AB碰撞過程,取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:

接下來AB整體壓縮彈簧后彈簧恢復(fù)原長時(shí),C脫離彈簧,這個(gè)過程有

聯(lián)立方程可解得:

(3)要使C不脫離圓軌道,有兩種情況,一是最多恰能到達(dá)圓心等高處,二是至少到達(dá)最高處,若恰能到達(dá)圓心等高處,則由

得:

段:

可得

AB碰撞及彈簧作用的過程中

聯(lián)立方程可解得:

所以這種情況下,A的初速度范圍是

若恰能到達(dá)最高點(diǎn),則由

同理可得A的初速度范圍是

所以。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2020年初,新冠病毒來襲。我國廣大醫(yī)務(wù)工作者表現(xiàn)出無私無畏的獻(xiàn)身精神,給國人留下了深刻的印象。如圖是醫(yī)務(wù)人員為患者輸液的示意圖,在輸液的過程中,下列說法正確的是( 。

A.A瓶與B瓶中的藥液一起用完

B.B瓶中的藥液先用完

C.隨著液面下降,A瓶內(nèi)C處氣體壓強(qiáng)逐漸增大

D.隨著液面下降,A瓶內(nèi)C處氣體壓強(qiáng)保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證、組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。從高處由靜止開始下落,同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶,其中0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)未標(biāo)出的點(diǎn),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖中所示。已知電源的頻率為,,,取。完成以下問題。(計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度_____。

(2)在打0~5點(diǎn)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量______,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量_____,由此得出的結(jié)論是________________。

(3)依據(jù)本實(shí)驗(yàn)原理作出的圖像如圖丙所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一容積為V0的容器通過細(xì)管與一個(gè)裝有水銀的粗細(xì)均勻的U形管相連(U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于容器的容積V0),U形管的右管與大氣相通,大氣壓為750mmHg。關(guān)閉閥門,U形管的左、右管中水銀面高度相同,此時(shí)氣體溫度為300K,F(xiàn)僅對(duì)容器內(nèi)氣體進(jìn)行加熱。

如圖所示,當(dāng)U形管右側(cè)管中的水銀面比左側(cè)管中的水銀面高H=50mm時(shí),求封閉容器內(nèi)氣體的溫度;

保持問中的溫度不變,打開閥門K緩慢抽出部分氣體,當(dāng)U形管左側(cè)管中的水銀面比右側(cè)管中的水銀面高50mm時(shí)(水銀始終在U形管內(nèi)),求封閉容器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值;

判斷在抽氣的過程中剩余氣體是吸熱還是放熱,并闡述原因。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有A、B、C、D、E、F六個(gè)點(diǎn)均勻分布在半徑為Rm的圓周上,直徑AD水平,整個(gè)空間分布著方向與圓平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)。已知φA=(2VφB2V、φC=(2V,重力加速度g10m/s2,下列說法中正確的是( 。

A.電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為2V/m,方向由C指向A

B.將一負(fù)電荷從B點(diǎn)經(jīng)C、D移到E點(diǎn),其電勢(shì)能先減少后增大

C.一電荷量為q=+1×106C、重力不計(jì)的粒子以2×106J的動(dòng)能從B點(diǎn)拋出,調(diào)整拋出的方向,可到達(dá)圓周上的任何位置

D.一電荷量為q=+1×106C、質(zhì)量為m2×107kg的小球以2×106J的動(dòng)能從B點(diǎn)沿某一方向拋出,到達(dá)E點(diǎn)的動(dòng)能為8×106J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長度為l的輕桿上端連著一質(zhì)量為m的小球A(可視為質(zhì)點(diǎn)),桿的下端用鉸鏈固接于水平面上的O點(diǎn)。置于同一水平面上的立方體B恰與A接觸,立方體B的質(zhì)量為m2。施加微小擾動(dòng),使桿向右傾倒,各處摩擦均不計(jì),而小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間,桿與地面夾角恰為,重力加速度為g,則下列說法正確的是(

A.小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間A與立方體B的速率之比為1:2

B.小球A與立方體B剛脫離接觸的瞬間,立方體B的速率為

C.小球A落地時(shí)速率為

D.小球A、立方體B質(zhì)量之比為1:4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體,從狀態(tài)A變到狀態(tài)D,其狀態(tài)變化過程的體積V隨溫度T變化的規(guī)律如圖所示,已知狀態(tài)A時(shí)氣體的體積為V0,溫度為T0,則氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中,下列判斷正確的是(

A. 氣體從外界吸收熱量,內(nèi)能增加

B. 氣體體積增大,單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)增大

C. 若狀態(tài)D時(shí)氣體的體積為2V0,則狀態(tài)D的溫度為2T0

D. 若氣體對(duì)外做功為5J,增加的內(nèi)能為9J,則氣體放出的熱量為14J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)測(cè)量一段粗細(xì)均勻電阻絲的電阻率,實(shí)驗(yàn)操作如下:

1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該電阻絲的直徑,如圖甲所示的示數(shù)為_________mm。

2)用多用電表“×1 "倍率的歐姆擋測(cè)量該電阻絲的阻值,如圖乙所示的示數(shù)為_________Ω。

3)用電流表(內(nèi)阻約為)、電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)測(cè)量該電阻絲的阻值Rx,為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,并要求在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,下列電路中符合要求的是_________。

A. B. C. D.

4)用第(3)問中C選項(xiàng)的方法接入不同長度的電阻絲l,測(cè)得相應(yīng)的阻值R,并作出了R-l圖象,如圖丙所示中符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖線是_________(選填a”“bc),該電阻絲電阻率的測(cè)量值_________(選填大于” “小于等于)真實(shí)值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如下實(shí)驗(yàn)裝置研究物體m1m2碰撞過程中守恒量。實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①如圖所示,將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上,用來記錄實(shí)驗(yàn)中球m1、球m2與木條的撞擊點(diǎn).

②將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸,讓入射球m1從斜軌上A點(diǎn)由靜止釋放,撞擊點(diǎn)為B′;

③將木條平移到圖中所示位置,入射球m1從斜軌上A點(diǎn)由靜止釋放,確定撞擊點(diǎn);

④球m2靜止放置在水平槽的末端相撞,將入射球m1從斜軌上A點(diǎn)由靜止釋放,確定球m1和球m2相撞后的撞擊點(diǎn);

⑤測(cè)得B′N、P、M各點(diǎn)的高度差分別為h1、h2、h3。

根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn),問答下列問題:

1)兩小球的質(zhì)量關(guān)系為m1____m2(填“>”、“=”“<”

2)木條平移后,在不放小球m2時(shí),小球m1從斜軌頂端A處由靜止開始釋放,m1的落點(diǎn)在圖中的________點(diǎn),把小球m2放在斜軌末端邊緣B處,小球m1從斜槽頂端A處由靜止開始滾下,使它們發(fā)生碰撞,碰后小球m1的落點(diǎn)在圖中的________點(diǎn)。

3)若再利用天平測(cè)量出兩小球的質(zhì)量分別為m1、m2,則滿足________________表示兩小球碰撞前后動(dòng)量守恒;若滿足___________表示兩小球碰撞前后的機(jī)械能守恒。

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