過(guò)山車(chē)是游樂(lè)場(chǎng)中常見(jiàn)的設(shè)施。如圖是一種過(guò)山車(chē)的簡(jiǎn)易模型,它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)半徑R= 2.0m的圓形軌道組成,B、C分別是圓形軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v0= 12m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng),A、B間距L= 11.5m。小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)。圓形軌道是光滑的,水平軌道足夠長(zhǎng)。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)滑塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)受到軌道的作用力大小F;
(3)滑塊最終停留點(diǎn)D(圖中未畫(huà)出)與起點(diǎn)A的距離d。
(1)11m/s;(2)10.5N;(3)72m
解析試題分析:從A到B,根據(jù)動(dòng)能定理得:?μmgL=①
代入數(shù)據(jù)解得:vB=11m/s
(2)從B到C,根據(jù)機(jī)械能守恒得:;
小滑塊在最高點(diǎn)受到重力mg和軌道對(duì)它的作用力F,根據(jù)牛頓第二定律有:
代入數(shù)據(jù)解得:F=10.5N;
(3)小滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,摩擦力做功與小滑塊動(dòng)能的變化.
得:?μmgx=0?得:x=72m;
考點(diǎn):動(dòng)能定理;牛頓第二定律;機(jī)械能守恒定律
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(18分)光滑水平面上放著質(zhì)量mA=1kg的物塊A與質(zhì)量mB=2kg的物塊B,A與B均可視為質(zhì)點(diǎn),A靠在豎直墻壁上,A、B間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧(彈簧與A、B均不拴接),在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度,用手擋住B不動(dòng),此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能Ep=49J。如圖所示,放手后B向右運(yùn)動(dòng),繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷,之后B沖上與水平面相切的豎直半圓光滑軌道,其半徑R=0.5m,B恰能到達(dá)最高點(diǎn)C取g=10m/s2,求
(1)B落地點(diǎn)距P點(diǎn)的距離(墻與P點(diǎn)的距離很遠(yuǎn))
(2)繩拉斷后瞬間B的速度vB的大小
(3) 繩拉斷過(guò)程繩對(duì)A所做的功W.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(16分)如圖所示,水平地面上靜止放置一輛小車(chē)A,質(zhì)量,上表面光滑,小車(chē)與地面間的摩擦力極小,可以忽略不計(jì)?梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端,B的質(zhì)量,F(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F=10N,A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,小車(chē)左端固定的擋板B發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng),碰撞后經(jīng)時(shí)間t=0.6s,二者的速度達(dá)到。求
(1)A開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大。
(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大;
(3)A的上表面長(zhǎng)度l;
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(20分)如圖甲所示,間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。取垂直于紙面向里為磁場(chǎng)的正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),以初速度由板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁場(chǎng)且平行于板面的方向射入磁場(chǎng)區(qū)。當(dāng)和取某些特定值時(shí),可使時(shí)刻入射的粒子經(jīng)時(shí)間恰能垂直打在板上(不考慮粒子反彈)。上述為已知量。
(1)若,求;
(2)若,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大;
(3) 若,為使粒子仍能垂直打在板上,求。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng),豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域的間距均為d=0.5 m,現(xiàn)有一邊長(zhǎng)L= 0.2m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω的正方形線(xiàn)框MNOP以=7m/s的初速?gòu)淖髠?cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng),求:
(1)線(xiàn)框MN邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到安培力的大小F;
(2)線(xiàn)框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)線(xiàn)框能穿過(guò)的完整條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)n。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,水平地面上有一個(gè)靜止的直角三角滑塊P,頂點(diǎn)A到地面的距離h=1.8m,水平地面上D處有一固定障礙物,滑塊的C端到D的距離L=6.4m。在其頂點(diǎn)么處放一個(gè)小物塊Q,不粘連,最初系統(tǒng)靜止不動(dòng)。現(xiàn)在滑塊左端施加水平向右的推力F=35N,使二者相對(duì)靜止一起向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)C端撞到障礙物時(shí)立即撤去力F,且滑塊P立即以原速率反彈,小物塊Q最終落在地面上。滑塊P的質(zhì)量M=4.0kg,小物塊Q的質(zhì)量m=1.0kg,P與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(取g=10m/s2)求:
(1)小物塊Q落地前瞬間的速度;
(2)小物塊Q落地時(shí)到滑塊P的B端的距離。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(18分)如圖所示,水平放置的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的一端接有電阻R0,不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒ab靜置在導(dǎo)軌的左端MP處,并與MN垂直.以導(dǎo)軌PQ的左端為坐標(biāo)原點(diǎn)O,建立直角坐標(biāo)系xOy,Ox軸沿PQ方向.每根導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r.垂直于導(dǎo)軌平面的非勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度在y軸方向不變,在x軸方向上的變化規(guī)律為:B=B0+kx,并且x≥0.現(xiàn)在導(dǎo)體棒中點(diǎn)施加一垂直于棒的水平拉力F,使導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度大小為a.設(shè)導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m,兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng).不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)其余部分的電阻.
(1)請(qǐng)通過(guò)分析推導(dǎo)出水平拉力F的大小隨橫坐標(biāo)x變化的關(guān)系式;
(2)如果已知導(dǎo)體棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=x0的過(guò)程中,力F做的功為W,求此過(guò)程回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)若B0=0.1T,k=0.2T/m,R0=0.1Ω,r=0.1Ω/m,L=0.5m,
a=4m/s2,求導(dǎo)體棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=1m的過(guò)程中,通過(guò)電阻R0的電荷量q.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一半徑為r的光滑絕緣圓軌道,軌道平面與電場(chǎng)方向平行.a(chǎn)、b為軌道直徑的兩端,該直徑與電場(chǎng)方向平行.一電荷量為q(q>0)的質(zhì)點(diǎn)沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小分別為FNa和FNb.不計(jì)重力,求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E、質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,傳送帶與地面成夾角θ=30°,以10m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),在傳送帶上端輕輕地放一個(gè)質(zhì)量m=0.5㎏的物體,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,已知傳送帶從A→B的長(zhǎng)度L=16m,則物體從A到B需要的時(shí)間為多少?
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