【題目】16分)如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛小車,左側(cè)靠在豎直墻壁上,小車的四分之一圓弧軌道AB是光滑的,在最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切,BC的長(zhǎng)度是圓弧半徑的10倍,整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)。可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A點(diǎn)正上方某處無(wú)初速下落,恰好落人小車圓弧軌道滑動(dòng),然后沿水平軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出。已知物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力是物塊重力的9倍,小車的質(zhì)量是物塊的3倍,不考慮空氣阻力和物塊落人圓弧軌道時(shí)的能量損失。求

1物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的幾倍;

(2)物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

【答案】1物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍。

2μ= 0.3

【解析】

1設(shè)物塊的質(zhì)量為m ,其開始下落處酌位置距BC的豎直高度為h ,到達(dá)8點(diǎn)時(shí)的速度為v ,小車圓弧軌道半徑為R 。由機(jī)械能守恒定律,有

根據(jù)牛頓第二定律,有

解得 H = 4R

即物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍。

2設(shè)物塊與BC間的滑動(dòng)摩擦力的大小為F ,物塊滑到C點(diǎn)時(shí)與小車的共同速度為v ,物塊在小車上由B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中小車對(duì)地面的位移大小為s 。依題意,小車的質(zhì)量為3 m ,BC長(zhǎng)度為10 R 。由滑動(dòng)摩擦定律,有

F = μm g

由動(dòng)量守恒定律,有

m v = m + 3 m ,

對(duì)物塊、小車分別應(yīng)用動(dòng)能定理,有

F10 R + s == m v2 mv2

Fs == 3 mv2 0

解得

μ= 0.3

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):,

18分,、式各3分,2分;

28分,、式各2分,式各1分。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)固定在豎直平面上的光滑圓形管道的質(zhì)量為M,管道里有一個(gè)直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球的質(zhì)量為m,小球在管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法中正確的是(重力加速度為g)(  )

A. 小球通過(guò)管道最低點(diǎn)時(shí),管道對(duì)地面的壓力可能為(m+M)g

B. 小球通過(guò)管道最高點(diǎn)時(shí),管道對(duì)地面的壓力可能為(m+M)g

C. 小球通過(guò)管道最高點(diǎn)時(shí),管道對(duì)地面可能無(wú)壓力

D. 小球通過(guò)管道最高點(diǎn)時(shí),管道對(duì)地面的壓力可能為Mg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,ab、ac、adae是豎直面內(nèi)的四根固定的細(xì)桿,四根細(xì)桿與豎直方向的夾角分別為0,。a、b、c、d、ce點(diǎn)位于同一圓周上,點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)。每根桿上都套著一個(gè)相同的小滑環(huán)(圖中未畫出),小滑環(huán)與細(xì)桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。當(dāng)四個(gè)小滑環(huán)從點(diǎn)由靜止釋放分別沿不同細(xì)桿滑到另一端的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是(

A.所用時(shí)間的關(guān)系為

B.末速度的關(guān)系為

C.損失的機(jī)械能關(guān)系為

D.產(chǎn)生的熱量關(guān)系為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】固定在水平地面的形平行金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),傾角,間距L=1m,電阻不計(jì).垂直導(dǎo)軌放置兩根金屬棒abcd,如圖所示,兩金屬棒電阻相等,均為R=0.75Ω,cd棒的質(zhì)量為m1=1.2kgcd棒與導(dǎo)軌水平段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.而ab棒與導(dǎo)軌傾斜段間的摩擦不計(jì).整個(gè)∠形裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=3T,方向垂直于導(dǎo)軌傾斜段向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)從某處?kù)o止釋放ab棒,經(jīng)一段時(shí)間后,cd棒剛要從導(dǎo)軌滑動(dòng).已知重力加速度取g=10m/s2sin37°=0.6

1)此時(shí),cd棒中的感應(yīng)電流的方向?以及ab棒的速度大小?

2)若ab棒無(wú)論從多高的位置靜止釋放,cd棒都不動(dòng),則ab棒的質(zhì)量應(yīng)小于多少?

3)若cd棒與導(dǎo)軌水平段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是可以調(diào)節(jié)的,則當(dāng)動(dòng)摩擦因數(shù)μ滿足什么條件時(shí),無(wú)論ab棒質(zhì)量多大、從多高的位置靜止釋放,cd棒都不動(dòng).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】從地面豎直向上拋出一物體,其機(jī)械能E等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn),該物體的EEp隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得

A. 物體的質(zhì)量為2 kg

B. h=0時(shí),物體的速率為20 m/s

C. h=2 m時(shí),物體的動(dòng)能Ek=40 J

D. 從地面至h=4 m,物體的動(dòng)能減少100 J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,三個(gè)小球A、B、C的質(zhì)量均為mAB、C間通過(guò)鉸鏈用輕桿連接,桿長(zhǎng)為LB、C置于水平地面上,用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧處于原長(zhǎng).現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點(diǎn),兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°,A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),彈簧在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g.則此下降過(guò)程中

A. A的動(dòng)能達(dá)到最大前,B受到地面的支持力小于mg

B. A的動(dòng)能最大時(shí),B受到地面的支持力等于mg

C. 彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),A的加速度方向豎直向下

D. 彈簧的彈性勢(shì)能最大值為mgL

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示.一套太陽(yáng)能路燈配備1個(gè)太陽(yáng)能電池組件、1塊免維護(hù)電池、2LED燈.太陽(yáng)能路燈技術(shù)參數(shù)如下:太陽(yáng)能電池組件(太陽(yáng)能單晶硅光電轉(zhuǎn)換效率為24%,得到的電池平均功率為120W);免維護(hù)電池(100Ah,15V,充電效率為75%,輸出效率為80%);每只LED燈(12V,2A).照明時(shí)間412h可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié),結(jié)合以上數(shù)據(jù)可知

A.利用太陽(yáng)能電池組件給免維護(hù)電池充電,充滿所需最長(zhǎng)時(shí)間為12.5h

B.太陽(yáng)光照射2h,太陽(yáng)能電池組件吸收的太陽(yáng)能約為8.64105J

C.利用免維護(hù)電池給2LED燈供電,最長(zhǎng)供電時(shí)間為25h

D.充滿電的免維護(hù)電池具有的電能為1500J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,傾角為θ的斜面體C置于水平地面上,小物塊B置于斜面上,通過(guò)跨過(guò)光滑定滑輪的細(xì)繩與物體A相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行,已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài).則( )

A. B受到C的摩擦力一定不為零

B. C受到地面的摩擦力一定為零

C. C有沿地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì),一定受到地面向左的摩擦力

D. 將細(xì)繩剪斷,若物塊B依然靜止在斜面上,此時(shí)地面對(duì)C的摩擦力為0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為m=1kg的物體放在粗糙程度相同的水平面上,受到水平拉力的作用,物體由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng),物體的加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示.不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2.下列說(shuō)法正確的是(

A.物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2

B.物體速度為1.5m/s時(shí),加速度大小為1.5 m/s2

C.拉力的最大功率為3W

D.物體勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1s

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