某滑板賽道可以簡(jiǎn)化為如圖所示的軌道.AB為光滑的
1
4
圓弧,半徑R=2m,BC為長(zhǎng)L=5m的粗糙水平面,BC與傾角為θ=30°的光滑斜面圓滑連接,斜面又與光滑圓弧DE相切,圓弧DE的半徑r=1m,A、E點(diǎn)位置及兩圓弧圓心高度相同.若質(zhì)量m=1kg的滑塊由平臺(tái)A點(diǎn)靜止下滑,滑塊通過(guò)各連接點(diǎn)無(wú)能量損失,恰能滑到D點(diǎn).取g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力.
(1)滑塊到達(dá)B點(diǎn)所受的支持力;
(2)求滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)若滑塊從A點(diǎn)以一定初速度下滑,恰能到達(dá)E點(diǎn),求滑塊最終停止的位置.
(1)滑塊從A到B過(guò)程機(jī)械能守恒,有:
mgR=
1
2
m
v2B

在B點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律,有:
FB-mg=m
v2
R

解得:
FB=3mg=30N
(2)ABCD過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理,有:
mgrcos30°-μmgL=0
解得:
μ=
rcos30°
L
=
3
10
≈0.173

(3)滑塊最終到達(dá)E點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理,有:
-μmgL=-
1
2
m
v20

解得從A點(diǎn)下滑的初速度:
v0=
2μgL
=
10
3
≈4.2m/s

滑塊在水平面運(yùn)動(dòng)的總路程為x,根據(jù)動(dòng)能定理,有:
mgR-μmgx=-
1
2
m
v20

得到:
x=L+
R
μ
=(5+
20
3
3
)m≈16.54m

滑塊最終停止的位置在C點(diǎn)左側(cè)1.54m;
答:(1)滑塊到達(dá)B點(diǎn)所受的支持力為30N;
(2)滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.173;
(3)滑塊最終停止的位置在C點(diǎn)左側(cè)1.54m.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

某人用力將一質(zhì)量為m的物體從離地面高為h的地方豎直上拋,上升的最大高度為H(相對(duì)于拋出點(diǎn)),設(shè)拋出時(shí)初速度為v0,落地時(shí)速度為vt,那么此人在拋出物體過(guò)程中對(duì)物體所做功為(  )
A.mgHB.mghC.
1
2
mvt2-mgh
D.
1
2
mv02

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

質(zhì)量是1kg的足球以2m/s的速度向運(yùn)動(dòng)員飛來(lái),它的動(dòng)能是______.隨后運(yùn)動(dòng)員用頭頂飛它時(shí)它的速度為3m/s,運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功是______.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

北京時(shí)間2013年6月26日8時(shí)7分,搭乘3名中國(guó)宇航員的神舟十號(hào)載人飛船返回艙,在位于內(nèi)蒙古中部草原上的“神十”任務(wù)主著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域順利著陸.如圖是“神舟十號(hào)”航天飛船返回艙返回地面的示意圖,假定其過(guò)程可簡(jiǎn)化為:打開(kāi)降落傘一段時(shí)間后,整個(gè)裝置勻速下降,為確保安全著陸,需點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭,在火箭噴氣過(guò)程中返回艙做減速直線運(yùn)動(dòng),則( 。
A.返回艙在噴氣過(guò)程中機(jī)械能減少
B.返回艙在噴氣過(guò)程中減速的主要原因是空氣阻力
C.返回艙在噴氣過(guò)程中所受合外力可能做正功
D.返回艙在噴氣過(guò)程中宇航員處于失重狀態(tài)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

同一個(gè)物體從靜止開(kāi)始自由下落,下落1m和下落4m時(shí)物體獲得的動(dòng)能之比為_(kāi)_____,下落1s末和下落4s末物體動(dòng)能之比為_(kāi)_____.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖1,初速度為零的電子流在平行金屬板M、N間被加速,平行金屬板M、N間的所加電壓按照?qǐng)D2規(guī)律變化,且加速電場(chǎng)離y軸距離足夠遠(yuǎn).電子開(kāi)始沿x軸運(yùn)動(dòng)沒(méi)有磁場(chǎng),到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)才有磁場(chǎng),電子進(jìn)入該磁場(chǎng)后均發(fā)生270°偏轉(zhuǎn)后沿y軸負(fù)方向射出打到x軸下方水平放置的熒光屏上,已知電子的質(zhì)量為m,電量為e,磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B,電子在金屬板M、N間加速時(shí)間極短,可認(rèn)為粒子在M、N間運(yùn)動(dòng)過(guò)程電壓不變,不計(jì)電子之間的相互作用及電子的重力.求:
(1)在t=0時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)的電子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)粒子打到熒光屏上的區(qū)域范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

低碳、環(huán)保是未來(lái)汽車的發(fā)展方向.某汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機(jī),將減速時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存在蓄電池中,以達(dá)到節(jié)能的目的.某次測(cè)試中,汽車以額定功率行駛一段距離后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),測(cè)出了汽車動(dòng)能Ek與位移x的關(guān)系圖象如圖所示,其中①是儲(chǔ)能裝置關(guān)閉時(shí)的關(guān)系圖線,②是儲(chǔ)能裝置開(kāi)啟時(shí)的關(guān)系圖線.已知汽車的質(zhì)量為1000kg,設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受地面阻力恒定,空氣阻力不計(jì),根據(jù)圖象所給的信息可求出:
(1)汽車行駛過(guò)程中所受地面的阻力為_(kāi)_____N;
(2)汽車的額定功率為_(kāi)_____kW;
(3)汽車開(kāi)啟儲(chǔ)能裝置后向蓄電池提供的電能為_(kāi)_____J;
(4)汽車測(cè)試過(guò)程加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為_(kāi)_____s.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

跳水運(yùn)動(dòng)員從高H的跳臺(tái)以速度v1水平跳出,落水時(shí)速度為v2,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m,若起跳時(shí),運(yùn)動(dòng)員所做的功為W1,在空氣中克服阻力所做的功為W2,則( 。
A.W1=
1
2
mv12
B.W1=
1
2
mv12+mgH
C.W2=
1
2
mv12+mgh-
1
2
mv22
D.W2=
1
2
mv12-
1
2
mv22

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,乒乓球在桌面上上下振動(dòng),振動(dòng)的幅度愈來(lái)愈小,關(guān)于乒乓球的機(jī)械能,下列說(shuō)法中正確的是
A.機(jī)械能守恒B.機(jī)械能增加
C.機(jī)械能減少D.機(jī)械能有時(shí)增加,有時(shí)減少

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