【題目】如圖所示水平放置的圓盤半徑為R=1 m,在其邊緣C點固定一個高度不計的小桶,在圓盤直徑CD的正上方放置一條水平滑道AB,滑道ABCD平行,滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上,其高度差為h=1.25 m.在滑道左端靜止放置一質(zhì)量為m=0.4 kg的滑塊(可視為質(zhì)點),滑塊與滑道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.當用一大小為F=4 N的水平向右的拉力拉動滑塊的同時,圓盤從圖示位置以ω=2π rad/s繞盤心O在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,拉力作用一段時間后撤掉滑塊在滑道上繼續(xù)滑行,B點水平拋出,恰好落入小桶內(nèi)重力加速度g=10 m/s2.

(1)求拉力作用的最短時間;

(2)若拉力作用時間為t=0.5 s,滑塊會落入小桶嗎?若能,求所需滑道的長度;

(3)物塊落入桶中后如果隨圓盤一起以ωrad/s勻速轉(zhuǎn)動,求小桶給物塊的作用力大。

【答案】(1)0.3s(2)4m(3)5N

【解析】

(1)由B點拋出恰好落入C,則由平拋運動規(guī)律可知:

h=gt、

R=vBt0、

由①②式并代入數(shù)據(jù)得:vB=2 m/s,t0=0.5 s

圓盤轉(zhuǎn)動一周落入,拉力作用時間最短,

設為t1.圓盤周期:T==1 s、

拉力作用時,由牛頓第二定律:F-μmg=ma1、

得:a1=8 m/s2 末速度v1=a1t1 ⑤

撤去拉力后,

由牛頓第二定律:μmg=ma2 ⑥

得:a2=2 m/s2

則有:vB=v1-a2t2、

且有t1+t2+t0=T、

聯(lián)立以上各式,并代入數(shù)據(jù)得:t1=0.3 s

(2)滑塊獲得速度:v=a1t=4 m/s、

由⑦可知滑塊撤去F滑行時間為:t′==1 s、

t+t′+t0=2 s=2T,

恰好落入C.

則所需滑道長度為:L=a1t2=4 m 

(3)由向心力公式:Fx=mω2R=3 N,F(xiàn)y=mg=4 N

桶對滑塊的作用力大。篎==5 N

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖1裝置做驗證機械能守恒定律的實驗。

(1)除打點計時器含紙帶、復寫紙、交流電源、鐵架臺、導線及開關外,在下面的器材中,必須使用的還有______。選填器材前的字母

A.大小合適的鐵質(zhì)重錘體積較大的木質(zhì)重錘刻度尺 游標卡尺 秒表

(2)2是實驗中得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、BC,測得它們到起始點O的距離分別為、、重錘質(zhì)量用m表示,已知當?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,打點計時器打點的周期為從打下O點到打下B點的過程中,重錘重力勢能的減少量______,動能的增加量______。

(3)實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量,關于這個誤差下列說法正確是______。

A.該誤差屬于偶然誤差

B.該誤差屬于系統(tǒng)誤差

C.可以通過多次測量取平均值的方法來減小該誤差

D.可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差

(4)在實驗過程中,下列實驗操作和數(shù)據(jù)處理正確的是______

A.釋放重錘前,使紙帶保持豎直

B.做實驗時,先接通打點計時器的電源,再釋放重錘

C.為測量打點計時器打下某點時重錘的速度v,可測量該點到O點的距離h,再根據(jù)公式計算,其中g應取當?shù)氐闹亓铀俣?/span>

D.用刻度尺測量某點到O點的距離h,利用公式mgh計算重力勢能的減少量,其中g應取當?shù)氐闹亓铀俣?/span>

(5)某同學在紙帶上選取計數(shù)點后,測量它們到起始點O的距離h,并計算出打相應計數(shù)點時重錘的速度v,通過描繪圖象去研究機械能是否守恒。若實驗中重錘所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不變,從理論上分析,合理的圖象是圖3中的哪一個______。

(6)他進一步分析,發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大誤差。為此設計出用如圖4所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落,下落過程中經(jīng)過光電門B時,通過與之相連的毫秒計時器圖中未畫出記錄擋光時間t,用毫米刻度尺測出AB之間的距離h,用游標卡尺測得小鐵球的直徑d。重力加速度為g。實驗前應調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束。小鐵球通過光電門時的瞬時速度______。如果d、t、hg存在關系式______,也可驗證機械能守恒定律。

(7)比較兩個方案,改進后的方案相比原方案的最主要的優(yōu)點是:______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體A的質(zhì)量,靜止在光滑水平面上,平板車B的質(zhì)量為、長某時刻A向右的初速度滑上木板B的上表面,在A滑上B的同時,給B施加一個水平向右的拉力忽略物體A的大小,已知AB之間的動摩擦因數(shù),取重力加速度,試求:

(1),物體A在小車B上相對小車B滑行的時間和最大距離;

(2)如果要使A不至于從B上滑落,拉力F的大小應滿足的條件.

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【題目】如圖所示直線A為某電源的UI圖線,曲線B為某小燈泡L1UI圖線的一部分,用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來組成閉合回路時燈泡L1恰能正常發(fā)光,則下列說法中正確的是( 。

A. 此電源的內(nèi)電阻為0.67Ω

B. 燈泡L1的額定電壓為3V,額定功率為6W

C. 把燈泡L1換成阻值恒為的純電阻,電源的輸出功率將變小,效率將變低

D. 由于小燈泡L1UI 圖線是一條曲線,所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】驗證力的平行四邊形定則的實驗如圖(a)所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OBOC為細繩,圖(b)是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。

1)圖(b)中的________是力的合力的理論值;________是力的合力的實際測量值。

2)在實驗中,如果將細繩也換成橡皮筋,那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化?答:____________(選填不變

3)本實驗采用的科學方法是_______.

A.理想實驗法

B.等效替代法

C.控制變量法

D.建立物理模型法

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】對于場強,本節(jié)出現(xiàn)了兩個公式,下列認識正確的是

A. q表示場中的檢驗電荷,Q表示場源電荷

B. Eq的增大而減小,隨Q的增大而增大

C. 第一個公式適用于包括點電荷在內(nèi)的所有場源的電場求場強,且E的方向和F一致

D. 從第二個公式看,拿走Q后,E就不存在了

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下是必修1課本中四幅插圖,關于這四幅插圖下列說法正確的是

A甲圖中學生從起立到站直的過程中,體重計的示數(shù)先減小后增大

B乙圖中賽車的質(zhì)量較小,卻安裝著牽引力很大的發(fā)動機,目的是獲得很大的加速度

C丙圖中海豚的身體呈流線型,可以減小海豚運動中的阻力

D丁圖中運動員推開冰壺后,冰壺在冰面做勻速直線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,重物AB的質(zhì)量分別為mA=3Kg、mB=2Kg,斜面體質(zhì)量為M=4Kg,滑輪和繩質(zhì)量及其之間的摩擦不計,整個裝置均靜止,試求:

(1)畫出受力分析圖,求繩中張力F的大小;

(2) A受斜面的摩擦力f的大小和方向;

(3)地面給斜面體的支持力大小,以及地面給斜面體的摩擦力f'大小和方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩輛汽車沿同一平直路面行駛,其v-t圖像如圖所示,下列對汽車運動狀況的描述正確的是(

A. 在第10s末,乙車改變運動方向

B. 在第10s末,甲、乙兩車相距150m

C. 在第20s末,甲、乙兩車相遇

D. 若開始時乙車在前,則兩車可能相遇兩次

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