如圖所示,x軸與水平傳送帶重合,坐標(biāo)原點(diǎn)O在傳送帶的左端,傳送帶長(zhǎng)L=8m,傳送帶右端Q點(diǎn)和豎直光滑圓軌道的圓心在同一豎直線上,皮帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0=5m/s。一質(zhì)量m=1kg的小物塊輕輕放在傳送帶上xP=2m的P點(diǎn),小物塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后恰好能沖上光滑圓弧軌道的最高點(diǎn)N點(diǎn)。小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)N點(diǎn)的縱坐標(biāo);
(2)從P點(diǎn)到Q點(diǎn),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量;
(3)若將小物塊輕放在傳送帶上的某些位置,小物塊均能沿光滑圓弧軌道運(yùn)動(dòng)(小物塊始終在圓弧軌道運(yùn)動(dòng)不脫軌)到達(dá)縱坐標(biāo)yM=0.25m的M點(diǎn),求這些位置的橫坐標(biāo)范圍。
1m 12.5J 7m≤x≤7 .5m和0≤x≤5 .5m
解析試題分析:可先求出P到Q過程的加速度,在根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解出Q點(diǎn)的速度;在N點(diǎn),重力恰好提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式可求出半徑,求出摩擦力和相對(duì)位移可根據(jù)Q=f?△S求出熱量.當(dāng)物塊能到達(dá)N點(diǎn)時(shí)不會(huì)脫離軌道,若能到達(dá)的高度超過半徑又沒到達(dá)N點(diǎn)則會(huì)脫離軌道,若能到達(dá)高度不超過半徑則不會(huì)脫離軌道,可根據(jù)能量守恒求出對(duì)應(yīng)的位移,從而求出坐標(biāo);
小物塊在傳送帶上的加速度
小物塊與傳送帶共速時(shí),所用的時(shí)間
運(yùn)動(dòng)的位移
故有:
由機(jī)械能守恒定律得,解得
(2)小物塊在傳送帶上相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移
產(chǎn)生的熱量
(3)設(shè)在坐標(biāo)為x1處將小物塊輕放在傳送帶上,若剛能到達(dá)圓心右側(cè)的M點(diǎn),由能量守恒得:
μmg(L-x1)=mgyM
代入數(shù)據(jù)解得x1=7.5 m
μmg(L-x2)=mgyN
代入數(shù)據(jù)解得x2=7 m
若剛能到達(dá)圓心左側(cè)的M點(diǎn),由(1)可知x3=5.5 m
考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律;牛頓第二定律;向心力;能量守恒定律.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)有一絕緣的、半徑為R的光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi),在其圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷,現(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電量也為正電(其電量遠(yuǎn)小于圓心處的電荷,對(duì)圓心處電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)影響很小,可忽略)的小球A,圓心處電荷對(duì)小球A的庫(kù)侖力大小為F。開始小球A處在圓軌道內(nèi)側(cè)的最低處,如圖所示,F(xiàn)給小球A一個(gè)足夠大的水平初速度,小球A能在豎直圓軌道里做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。
(1)小球A運(yùn)動(dòng)到何處時(shí)其速度最?為什么?
(2)要使小球A在運(yùn)動(dòng)中始終不脫離圓軌道而做完整的圓周運(yùn)動(dòng),小球A在圓軌道的最低處的初速度應(yīng)滿足什么條件?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,兩個(gè)用輕線相連的位于光滑水平面上的物塊,質(zhì)量分別為m1和m2,拉力F1和F2方向相反,與輕線沿同一水平直線,且F1>F2。試求在兩個(gè)物塊運(yùn)動(dòng)過程中輕線的拉力T。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,水平放置足夠長(zhǎng)的電阻不計(jì)的粗糙平行金屬導(dǎo)軌、相距為,三根質(zhì)量均為的導(dǎo)體棒、、相距一定距離垂直放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為,導(dǎo)體棒、的電阻均為,導(dǎo)體棒的電阻為。有磁感應(yīng)強(qiáng)度為的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面方向向上,F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌水平向右的足夠大的拉力F作用在導(dǎo)體棒上,使之由靜止開始向右做加速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,忽略導(dǎo)體棒間的相互作用,求:
(1)當(dāng)導(dǎo)體棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒的速度大。
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)撤去拉力F,撤力后電路中產(chǎn)生焦耳熱為,撤去拉力F后導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上滑行的距離
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(14分)離心軌道是研究機(jī)械能守恒和向心力效果的一套較好的器材。如圖甲所示,某課外研究小組將一個(gè)壓力傳感器安裝在軌道圓周部分的最?低點(diǎn)B處,他們把一個(gè)鋼球從軌道上的不同高處由靜止釋放。得到多組壓力傳感器示數(shù)F和對(duì)應(yīng)的釋放點(diǎn)的高度h的數(shù)據(jù)后,作出了如圖乙所示的F-h圖象。不計(jì)各處摩擦,取g=10m/s2
(1)求該研究小組用的離心軌道圓周部分的半徑。
(2)當(dāng)h="0.6" m,小球到達(dá)圓周上最高點(diǎn)C點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小球的壓力多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
圖甲為豎直放置的離心軌道,其中圓軌道的半徑r=0.10m,在軌道的最低點(diǎn)A和最高點(diǎn)B各安裝了一個(gè)壓力傳感器(圖中未畫出),小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜軌道的不同高度由靜止釋放,可測(cè)出小球在軌道內(nèi)側(cè)通過這兩點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FA和FB。g取10m/s2。
(1)若不計(jì)小球所受阻力,且小球恰能過B點(diǎn),求小球通過A點(diǎn)時(shí)速度vA的大。
(2)若不計(jì)小球所受阻力,小球每次都能通過B點(diǎn),F(xiàn)B隨FA變化的圖線如圖乙中的a所示,求小球的質(zhì)量m;
(3)若小球所受阻力不可忽略,F(xiàn)B隨FA變化的圖線如圖乙中的b所示,求當(dāng)FB=6.0N時(shí),小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中損失的機(jī)械能。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,質(zhì)量為m的b球用長(zhǎng)h的細(xì)繩懸掛于水平軌道BC的出口C處.質(zhì)量也為m的小球a,從距BC高h(yuǎn)的A處由靜止釋放,沿ABC光滑軌道滑下,在C處與b球正碰并與b粘在一起.已知BC軌道距地面有一定的高度,懸掛b球的細(xì)繩能承受的最大拉力為2.8mg.試問:
(1)a與b球碰前瞬間,a球的速度多大?
(2)a、b兩球碰后,細(xì)繩是否會(huì)斷裂?(要求通過計(jì)算回答)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如右圖所示,豎直平面內(nèi)兩根光滑細(xì)桿所構(gòu)成的角∠AOB被鉛垂線OO′平分,∠AOB=120°.兩個(gè)質(zhì)量均為m的小環(huán)P、Q通過水平輕彈簧的作用靜止在A、B兩處,A、B連線與OO′垂直,連線與O點(diǎn)的距離為h,彈簧原長(zhǎng)為.現(xiàn)在兩小環(huán)沿桿向下移動(dòng)至A′B′,使其在豎直方向上均下移h距離,同時(shí)釋放兩環(huán).整個(gè)過程未超出彈簧的彈性限度,重力加速度為g,試求:
(1)彈簧的勁度系數(shù);
(2)釋放瞬間兩環(huán)加速度的大。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
在真空中有A和B兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們所帶電荷分別為QA和QB,如果QA=5QB,則A電荷受到B電荷的作用力是B電荷受到A電荷作用力的
A.1倍 | B.倍 | C.5倍 | D.25倍 |
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