【題目】如圖所示,小車M處在光滑水平面上,其上表面粗糙,靠在(不粘連)半徑為R=0.2m光滑固定圓弧軌道右側,一質量m=1 kg的滑塊(可視為質點)從A點正上方H=3m處自由下落經(jīng)圓弧軌道底端B滑上等高的小車表面;瑝K在小車上最終未離開。已知小車質量M=3kg,滑塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。(取g=10 m/s2),求:

(1)滑塊通過A點時滑塊受到的彈力大小和方向

(2)小車M的最小長度

【答案】(1),方向水平向右;(2)l=12m

【解析】

(1)由機械能守恒解得滑塊滑到A時的速度,由牛頓第二定律解得滑塊通過A點時滑塊受到的彈力大小,并由合力提供向心力判得方向;

(2)由機械能守恒解得滑塊到達B點時的速度,由由動量守恒解得二者的共同速度,由功能關系解得小車的最小長度。

(1)物塊運動到A,由機械能守恒,解得:,在A點由牛頓第二定律,滑塊受到的彈力:,方向水平向右 ;

(2)由機械能守恒: ,解得:,此后物塊滑到車上,二者由于相互的摩擦力運動狀態(tài)變化,滑塊在小車上最終未離開,故二者最終達到共速;但由于水平方向對二者整體而言,不受外力,故整體水平方向動量守恒

故有:

解得二者的共同速度為:

從物塊滑上小車到二者共速,在該過程中

由能量守恒定律可得:

當滑塊恰滑到小車末端時,小車的長度最小

解得小車M的最小長度:。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗室提供了下列器材來測定電阻R的阻值:

A.待測電阻R(阻值約10 kΩ

B.滑動變阻器R101 kΩ

C.電阻箱R0(最大阻值99999.9 Ω

D.靈敏電流計G500 μA,內(nèi)阻不可忽略)

E.電壓表V3V,內(nèi)阻約3 kΩ

F.直流電源E3V,內(nèi)阻不計)

G.開關、導線若干

1甲同學用圖a所示的電路進行實驗。

①請在圖b中用筆畫線代替導線,完成實物電路的連接________;

②先將滑動變阻器的滑動頭移到__________(填)端,再接通開關S;保持S2斷開,閉合S1,調(diào)節(jié)R1使電流計指針偏轉至某一位置,并記下電流I1;

③斷開S1,保持R1不變,調(diào)整電阻箱R0阻值在10kΩ左右,再閉合S2,調(diào)節(jié)R0阻值使得電流計讀數(shù)為__________時,R0的讀數(shù)即為電阻的阻值。

2 乙同學查得該靈敏電流計的內(nèi)阻為Rg,采用圖c進行實驗,改變電阻箱電阻R0的值,讀出電流計相應的電流I,由測得的數(shù)據(jù)作出R0圖象如圖d所示,圖線縱軸截距為m,斜率為k,則待測電阻R的阻值為__________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在相同的時間內(nèi),某正弦交變電流通過一阻值為100 Ω的電阻產(chǎn)生的熱量,與一電流3 A的直流電通過同一阻值的電阻產(chǎn)生的熱量相等,則(  )

A. 此交變電流的有效值為3 A,最大值為3A

B. 此交變電流的有效值為3A,最大值為6 A

C. 電阻兩端的交流電壓的有效值為300 V,最大值不確定

D. 電阻兩端的交流電壓的有效值為300V,最大值為600 V

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】邊長為l的正方形閉合線框abcd,在磁感應強度為B的勻強磁場中,以角速度ωcd從圖示位置開始勻速轉動,轉動軸與磁場垂直,線框總電阻為R,一理想電壓表接在線框的c、d兩點之間,下列說法中正確的是(  )

A. 線框轉一周外力所做的功為

B. 線框轉過90°的過程中感應電動勢的最大值為Bl2ω

C. 線框轉過90°的過程中通過線框導線橫截面的電荷量為

D. 電壓表的示數(shù)為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,光滑斜面PMNQ的傾角為θ,斜面上放置一矩形導體線框abcd,其中ab邊長為l1,bc邊長為l2,線框質量為m、電阻為R,有界勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直于斜面向上,ef為磁場的邊界,且efMN。線框在恒力F作用下從靜止開始運動,其ab邊始終保持與底邊MN平行,F沿斜面向上且與斜面平行。已知線框剛進入磁場時做勻速運動,則下列判斷正確的是

A. 線框進入磁場前的加速度為

B. 線框進入磁場時的速度為

C. 線框進入磁場時有adcba方向的感應電流

D. 線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的熱量為(Fmgsinθ)l2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為多量程多用電表的示意圖。

1測量某電阻時,用歐姆擋“×100”擋時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小,他應該換用歐姆擋________擋(填“×10”“×1 k”),換擋后在測量前要先進行________;若接通3、4時分別對應“×10”、“×100”擋,則E' =_______ E。

2表頭G的標記值為10 mA、10 Ω,據(jù)此改裝的多用表測電流時的讀數(shù)總比標準電流表的讀數(shù)偏大,則表頭G內(nèi)阻的真實值_______(填大于小于10 Ω

3現(xiàn)提供以下實驗器材:

A.多用表表頭G,標記值為10 mA、10 Ω

B.電阻箱R0999.9 Ω);

C.滑動變阻器R1(0200 Ω,額定電流1 A);

D.滑動變阻器R2(02 kΩ,額定電流1 A);

E.直流電源E1(電動勢為1.5 V,內(nèi)阻很小);

F.直流電源E2(電動勢為12 V,內(nèi)阻很小)

G.開關S1、S2,導線若干

請在所給的方框中,用上述器材設計一個用半偏法較準確地測量表頭G內(nèi)阻的實驗電路圖,并在電路圖中標明所選擇器材的物理量符號____________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩豎直虛線間距為L,之間存在豎直向下的勻強電場。自該區(qū)域的A點將質量為m、電荷量分別為q和-q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿水平方向射出。小球進入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的右邊界離開。已知N離開電場時的位置與A點在同一高度;M剛離開電場時的動能為剛進入電場時動能的8倍。不計空氣阻力,重力加速度大小為g。已知A點到左邊界的距離也為L

(1)求該電場的電場強度大;

(2)求小球射出的初速度大;

(3)要使小球M、N離開電場時的位置之間的距離不超過L,僅改變兩小球的相同射出速度,求射出速度需滿足的條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】a所示,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4:1,RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻,R1為定值電阻,電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化,如圖b所示。下列說法正確的是

A.變壓器輸入、輸出功率之比為4:1

B.變壓器原、副線圈中的電流強度之比為1:4

C.u隨t變化的規(guī)律為u=51sin50πt)(國際單位制

D.若熱敏電阻RT的溫度升高,則電壓表的示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置,寬度L=0.4m,一端連接R=1Ω的電阻。導線所在空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應強度B=1T.導體棒MN放在導軌上,其長度恰好等于導軌間距,與導軌接觸良好,導軌和導體棒的電阻均可忽略不計。在平行于導軌的拉力F作用下,導體棒沿導軌向右勻速運動,速度v=5m/s。求:

(1)感應電動勢E和感應電流I;

(2)拉力F的大;

(3)若將MN換為電阻r=1Ω的導體棒,其他條件不變,求導體棒兩端的電壓U。

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