【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的游樂(lè)模型,高度為R的豎直圓筒軌道銜接一個(gè)半徑為2R的四分之一圓形內(nèi)軌,在圓筒的底部安裝一個(gè)由高強(qiáng)度彈簧構(gòu)成的彈射裝置,此裝置在很短的時(shí)間內(nèi)能把安全囊(包括在里面的游人)以一定的速度彈出,使安全囊從圓內(nèi)軌的最高點(diǎn)P水平飛出,接著飛入如圖所示的緩沖裝置。安全囊質(zhì)量為m(當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)),緩沖裝置的縱截面可以看作由兩個(gè)斜面AB、CD和一段光滑圓弧BC組成,安全囊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25,兩斜面的傾角θ均為37°,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小擋板,與其碰撞不損失機(jī)械能。安全囊始終在同一個(gè)豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,圓筒軌道和圓形內(nèi)軌均不計(jì)摩擦,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。
(1)如果安全囊恰好能經(jīng)P點(diǎn)飛出,且恰好沿AB斜面進(jìn)入緩沖裝置,應(yīng)調(diào)節(jié)緩沖裝置底部支架高度使斜面的A點(diǎn)(D點(diǎn))距地面的高度為多少?
(2)接(1)問(wèn),假設(shè)高強(qiáng)度彈簧構(gòu)成的彈射裝置行程很小,可以認(rèn)為是零,即安全囊離開地面時(shí)的起點(diǎn)高度近似為零,則彈射裝置至少需要具有多少?gòu)椥詣?shì)能?
(3)接(1)問(wèn),試通過(guò)計(jì)算描述安全囊進(jìn)入緩沖裝置后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程.
【答案】(1)R (2)4mgR (3)略
【解析】(1)在P點(diǎn)安全囊只受到重力的作用,重力恰好提供向心力,則:
得P點(diǎn)的速度:
安全囊到達(dá)A時(shí)速度的方向沿沿AB的方向,則:vy=vptanθ=0.75
所以A、D點(diǎn)距離對(duì)面的高度:;
(2)在P點(diǎn)安全囊的機(jī)械能為:E=EP+EK=mvP2+mg3R=4mgR
由機(jī)械能守恒定律即知彈簧的彈性勢(shì)能:E彈=4mgR
(3)在A點(diǎn)時(shí)安全囊的速度
假設(shè)經(jīng)過(guò)一個(gè)來(lái)回能夠回到A點(diǎn),設(shè)再次回到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為E′k
則E′k=mv2-μmgcos θ·8R<0
所以安全囊不會(huì)滑到A而飛出,最終在B、C間來(lái)回滑動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源Ⅰ與電源Ⅱ的路端電壓隨輸出電流變化的特性曲線,曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線,則
A. 電源Ⅰ與電源Ⅱ的內(nèi)阻之比為12:7
B. 電源Ⅰ與電源Ⅱ的電動(dòng)勢(shì)之比為7:12
C. 若該小燈泡分別與電源I和電源II單獨(dú)連接,則小燈泡的電阻之比為35:24
D. 若該小燈泡分別與電源I和電源II單獨(dú)連接,則電源I和電源II輸出功率之比為10:21
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A為靜止于地球赤道上的物體,B為近地衛(wèi)星,C為地球同步衛(wèi)星.根據(jù)以上信息可知,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 衛(wèi)星B的線速度大于衛(wèi)星C的線速度
B. 衛(wèi)星C圍繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所需要的時(shí)間比物體A隨地球轉(zhuǎn)過(guò)一周的時(shí)間短
C. 近地衛(wèi)星B受到的地球的引力一定大于地球同步衛(wèi)星C受到的引力
D. 近地衛(wèi)星B的加速度等于物體A的加速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(4分)某同學(xué)在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”時(shí)做了以下操作。
(1)先采用圖甲所示裝置,用小錘打擊彈性金屬片,金屬片把球A沿水平方向彈出,同時(shí)B球被松開自由下落,觀察到兩球同時(shí)落地。改變小錘打擊力的大小,即可改變球A被彈出時(shí)的速度,兩球仍然同時(shí)落地,這說(shuō)明 。
(2)接著他用頻閃照相機(jī)得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片,圖乙是照片的一部分,正方形小方格每邊長(zhǎng)L=1.0cm,閃光的快慢是每秒30次,則可以計(jì)算出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度是_________m/s。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi),水平線OO,下方足夠大的區(qū)域內(nèi)存在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一個(gè)單匝正方形導(dǎo)體框,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為為m,總電阻為r,從ab邊距離邊界OO/為L(zhǎng)的位置由靜止釋放;已知從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)所用時(shí)間t,重力加速度為g,空氣阻力不計(jì),導(dǎo)體框不翻轉(zhuǎn);求:
(1)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),b、a間電勢(shì)差大小Uba
(2)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),導(dǎo)體框的速度;
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng);金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響,求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大;
(2)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大;
(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn),BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑為r的細(xì)圓管CD,管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧,輕彈簧下端固定,上端恰好與管口D端齊平.質(zhì)量為m的小球在曲面上距BC的高度為2r處從靜止開始下滑,進(jìn)入管口C端時(shí)與管壁間恰好無(wú)作用力,通過(guò)CD后壓縮彈簧,在壓縮彈簧過(guò)程中速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep,已知小球與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.求:
(1)小球達(dá)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB;
(2)水平面BC的長(zhǎng)度s;
(3)在壓縮彈簧過(guò)程中小球的最大速度vm.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是一個(gè)圓柱體棱鏡的截面圖,圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份,虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線
A. 只能從圓孤NF1射出
B. 只能從圓孤NG1射出
C. 可能從圓孤G1H1射出
D. 可能從圓孤H1M射出
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,空間有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,在疊加場(chǎng)的豎直面內(nèi)有一固定的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)的半徑為R,環(huán)上套有一帶電的小球,現(xiàn)給小球個(gè)大小為v的初速度,結(jié)果小球恰好沿環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為g,球?qū)Νh(huán)的作用力是球重力的k倍,則k值可能為
A. B. C. D.
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