【題目】在學(xué)校組織的趣味運(yùn)動會上,某科技小組為大家提供了一個(gè)寓學(xué)于樂的游戲。如圖所示,將一質(zhì)量為0.1kg的小滑塊放在O點(diǎn),用彈射裝置由將其靜止彈出,球沿著光滑的半環(huán)形軌道OAAB運(yùn)動,BC段為一段長短可調(diào)的粗糙平面,DEFG為接球槽,接槽EF的長度為d=2.5m,DEFG的高度忽略不計(jì)。圓弧OAAB的半徑分別為r=0.2mR=0.4m,小滑塊與BC段的動摩擦因數(shù)=0.4,C點(diǎn)離接槽的高度為h=1.25m,水平距離為x=0.5m,g10m/s2。求:

(1)要使小滑塊恰好不脫離圓軌道,小滑塊在B位置對半圓軌道的壓力多大?

(2)在上一問中,假設(shè)小滑塊恰好靜止在C處,則BC段粗糙水平面長度為多少?

(3)假設(shè)軌道長度調(diào)節(jié)至L′=2m,要使小滑塊始終能落入槽中,彈射裝置的彈性勢能需要滿足什么條件?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)要使小滑塊恰好不脫離軌道,對最高點(diǎn)A,由重力提供向心力

解得

小滑塊從AB的過程,根據(jù)動能定理

解得

B點(diǎn)

根據(jù)牛頓第三定律,小滑塊在B位置對半圓軌道的壓力大小為6N

(2)根據(jù)動能定理,設(shè)BC長度為L,則

解得

(3)由第(1)知為保證能夠不脫軌運(yùn)動至C處,利用動能定理可知,當(dāng)軌道長度為2m時(shí),設(shè)運(yùn)動到C處的速度為,則

解得

C飛出后平拋,根據(jù)平拋規(guī)律有

要使小滑塊能落入槽中,滿足

鋼球從C點(diǎn)拋出速度滿足

綜合考慮,取

根據(jù)能量守恒定律

對應(yīng)彈性勢能為應(yīng)滿足

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】傳感器是一種采集信息的重要器件,圖為測定壓力的電容式傳感器,將電容器、靈敏電電流表、電源連接。施加力的作用使電極發(fā)生形變,引起電容的變化,導(dǎo)致靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。在對膜片開始施加恒定的壓力到膜片穩(wěn)定,靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏)

A. 向右偏到某一刻度后不動B. 向左偏到某一刻度后不動

C. 向右偏到某一刻度后回到零刻度D. 向左偏到某一刻度后回到零刻度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,斜面的高為L,斜面傾角的正切值為tanα=0.5,將一質(zhì)量為m的鉛球以速度v0水平拋出,恰好落在斜坡的中點(diǎn)處,調(diào)節(jié)扔小球的初速度,則下面說法正確的是( 。

A.當(dāng)時(shí),小球恰好落在斜面末端P點(diǎn)

B.當(dāng)初速度為v0水平拋出,小球落到斜面時(shí)的速度與水平面夾角為45°

C.所有落在斜面上時(shí)小球的速度方向不一樣

D.當(dāng)時(shí),只要小球初速度足夠大,小球落地的速度有可能為45°

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,振源O起振方向沿+y方向,從振源O起振時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)t=0.9s,x軸上012m范圍第一次出現(xiàn)圖示簡諧波,則( 。

A.上圖所示波形圖中12m處的質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動周期

B.t=0.9s時(shí),x軸上2m處的質(zhì)點(diǎn)振動方向沿+y軸向上

C.波的周期n可取01,2,3…)

D.波的波速一定是20m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖示裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)。

1)以下說法正確的是______

A.利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動”時(shí),須平衡摩擦

B.利用此裝置探究“小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),須平衡摩擦

C.利用此裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),可以不平衡摩擦

D.可以利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

2)小明對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后的裝置如圖乙所示,利用此裝置探究“小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)鉤碼質(zhì)量是否需要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量?_______(填“是”或“否”)

3)圖丙為實(shí)驗(yàn)得到的一條清晰的紙帶,、、、D、、、是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn),______。已知電源頻率為,則小車的加速度大小______(保留兩位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),在的水平推力作用下從點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動,一段位移后撤去推力,當(dāng)滑塊由平臺邊緣點(diǎn)飛出后,恰能從點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧管道,滑塊略小于管道內(nèi)徑。已知間的距離,滑塊與平臺間的動摩擦因數(shù),兩點(diǎn)間水平距離、豎直高度差,、是半徑均為的光滑圓弧管道,、等高,管道的最高點(diǎn),是長度、傾角的粗糙直管道,在處有一反彈膜,能無機(jī)械能損失的反彈滑塊,各部分管道在連接處均相切。(,)。求:

1)滑塊在平臺上運(yùn)動時(shí)水平推力作用的位移大。

2)滑塊第一次到達(dá)點(diǎn)時(shí)對軌道的作用力;

3)要使滑塊反彈一次后能停在管道上,滑塊與管道之間動摩擦因數(shù)的取值范圍。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,相距為R的兩塊平行金屬板MN豎直放置,小孔S1、S2O在同一水平線上,且。以O為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。T為收集板,板上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離均為2R,其中CO、DO與水平方向夾角均為60°,板兩端點(diǎn)的連線水平。質(zhì)量為m、帶電量為-q的粒子,經(jīng)S1進(jìn)入M、N間的電場后,通過S2進(jìn)入磁場,經(jīng)過磁場后打在收集板T上。粒子在S1處的速度以及粒子所受的重力均不計(jì)。

(1)圓形磁場區(qū)域磁場方向是垂直紙面向外還是垂直紙面向里?

(2)如果MN間的電壓為,粒子打在收集板T的哪個(gè)位置?

(3)若在第2問中MN的電壓下,假設(shè)有一群質(zhì)量不等但帶電量相同的粒子從S1射入經(jīng)過S2進(jìn)入磁場后偏轉(zhuǎn),則能被收集的粒子的質(zhì)量應(yīng)滿足什么條件?(粒子間的相互作用忽略不計(jì))

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在 測定勻變速直線運(yùn)動加速度實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶上,從O點(diǎn)開始記錄幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次編為1、2、3、4、5、6這些相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率是50Hz,測得s1=1.22cm, s2=2.00cm, s3=2.78cm, s4=3.62cm, s5=4.40cm, s6=5.18cm..試根據(jù)紙帶求解以下問題:

1)接通電源與讓釋放紙帶,這兩個(gè)操作的先后順序應(yīng)當(dāng)是( )

A.先接通電源,后釋放紙帶

B.先釋放紙帶,后接通電源

C.釋放紙帶的同時(shí)接通電源

D.先接通電源或先釋放紙帶都可以

2)電火花計(jì)時(shí)器所使用的電源電壓是 V

3)與小車相連的是紙帶的 端(選填);

4)兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T= s ;

5A點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小 m/s;

6)利用逐差法求小車運(yùn)動加速度的表達(dá)式為: ;(請用S1 、S2、、 S6T來表示)

7)求出的加速度的大小為:_ ___m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動,重復(fù)幾次。

選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)Ot=0),然后每隔0.1s選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),如圖2A、B、C、D、EF……所示。

通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、CD、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度,分別記作v1、v2、v3、v4、v5……

以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖3所示。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟,請你完成下列問題:

(1)在下列儀器和器材中,還必須使用的有_______________(填選項(xiàng)前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

(2)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并畫出vt圖像________。

(3)觀察vt圖像,可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動,其依據(jù)是______。根據(jù)vt圖像計(jì)算出小車的加速度a=_______m/s2。(保留兩位有效數(shù)字)

(4)利用該裝置也可以完成“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正確操作方法是把長木板右端墊高,在不掛重物且_________(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動,表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。

A.計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)

B.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)

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同步練習(xí)冊答案