【題目】如圖所示,一游戲裝置由水平傾斜角為的軌道AB、水平傳送帶BC、半徑為R的光滑半圓弧軌道組成,O為圓弧軌道的圓心,DC、O、E四點(diǎn)在同一豎直線上。游戲時(shí),小滑塊從傾斜軌道不同高度處靜止釋放,經(jīng)過傳送帶后沿半圓弧軌道運(yùn)動(dòng),最后由E點(diǎn)平拋落地面。已知小滑塊與傾斜軌道、傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為、,BC長為L=4m,AB長為,傳送帶做勻速運(yùn)動(dòng),速度大小為v=4m/s,D距地面的高度H=3.05mR=0.9m,,CD間的距離剛好允許小滑塊通過,忽略傳送帶轉(zhuǎn)輪大小和CD間距大小,小滑塊經(jīng)B處時(shí)無能量損失,小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn),其余阻力不計(jì),sin37=0.6,求:

1)若小滑塊勻速通過傳送帶,求釋放的高度h;

2)在(1)問中小滑塊平拋的水平距離x

3)小滑塊平拋的水平距離x與其釋放的高度h之間滿足的關(guān)系。

【答案】12. 4m;(2m;(3時(shí),;當(dāng)時(shí),m);當(dāng)時(shí),不滿足條件

【解析】

1)滑塊在傾斜軌道上根據(jù)牛頓第二定律可以得到:

得到:

若小滑塊勻速通過傳送帶,則到達(dá)傳送帶上的速度與傳送帶的速度相等均為v=4m/s,根據(jù)速度與位移關(guān)系可知:

帶入數(shù)據(jù)可以得到:

2)不脫離軌道過D點(diǎn),則在D點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律:

則最小速度為:

DE運(yùn)動(dòng)中,根據(jù)機(jī)械能守恒:

可以得到:

E點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng),則豎直方向:

水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng),則:

帶入數(shù)據(jù)整理可以得到:

3)有幾何知識(shí)可知:

即釋放點(diǎn)最大高度為

①若小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度能達(dá)到

小滑塊在皮帶上一直減速,則根據(jù)速度與位移關(guān)系可知B點(diǎn)的速度為:

對應(yīng)釋放高度為:

小滑塊在皮帶上一直加速,則根據(jù)速度與位移關(guān)系可知B點(diǎn)的速度為:

對應(yīng)釋放高度為:

即當(dāng)時(shí),平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為;

②若加速到達(dá)C點(diǎn)的速度為:

時(shí)

則根據(jù)速度與位移關(guān)系可知B點(diǎn)的速度為:

則對應(yīng)釋放高度為:

從釋放點(diǎn)到E點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理:

解得:

m

即當(dāng)時(shí),平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為m);

當(dāng)時(shí),則不會(huì)出現(xiàn)題中的現(xiàn)象,即不滿足條件。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】明光中學(xué)搬遷到新校區(qū)以后,軟硬件設(shè)施都有了巨大變化,實(shí)驗(yàn)配套設(shè)施也走在同類學(xué)校的前列,今年高二年級學(xué)生順利完成“測繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)”,實(shí)驗(yàn)過程中為了從0開始記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù),同學(xué)們設(shè)計(jì)了電路圖,實(shí)驗(yàn)器材如下:

A.待測小燈泡;B.電流表A和電壓表VC.滑動(dòng)變阻器R;D.單刀單擲開關(guān)s;E.電源E,導(dǎo)線若干。

①請畫出你設(shè)計(jì)的電路圖____。

②一名同學(xué)對實(shí)驗(yàn)室中的兩個(gè)線性元件感興趣,并測繪出它們的伏安特性曲線,其中RA>RB,請定性的畫出它們的伏安特性曲線并標(biāo)明RARB_____。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明同學(xué)利用插針法測量半圓柱形玻璃磚的折射率,他在白紙上作一直線MN以及它的垂線AB,將玻璃磚(底邊圓心為O)的底邊與直線MN對齊,在垂線AB上插兩枚大頭針P1P2,如圖所示。實(shí)驗(yàn)時(shí),小明在半圓柱形玻璃磚右側(cè)區(qū)域內(nèi)觀察,均無法透過半圓柱形玻璃磚同時(shí)看到P1、P2的像。為了同時(shí)看到P1、P2的像。下列說法正確的是(  )

A.半圓柱形玻璃磚沿MNM平移適當(dāng)距離

B.半圓柱形玻璃磚沿MNN平移適當(dāng)距離

C.半圓柱形玻璃磚平行MN向左平移適當(dāng)距離

D.半圓柱形玻璃磚平行MN向右平移適當(dāng)距離

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】直角坐標(biāo)系xoyy軸為兩種均勻介質(zhì)Ⅰ、Ⅱ的分界線,位于x=0處的波源發(fā)出的兩列機(jī)械波a、b同時(shí)在Ⅰ、Ⅱ中傳播,某時(shí)刻的波形圖如圖所示,x=6m是此時(shí)刻a波傳到的最遠(yuǎn)點(diǎn),下列說法正確的是( 。

A.兩列波的頻率關(guān)系

B.此時(shí)刻b波傳到x=-24m

C.波源的起振方向沿y軸正方向

D.平衡位置距x=01.5m的兩質(zhì)點(diǎn)PQ中,質(zhì)點(diǎn)Q先到達(dá)最大位移處

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】從航天強(qiáng)國的發(fā)展歷程看,月球是深空探測的第一站。通過嫦娥探月計(jì)劃的成功實(shí)施,我國已經(jīng)掌握了對月球進(jìn)行環(huán)繞、降落和巡視探測的相關(guān)技術(shù),月球之后,人們選擇下一個(gè)目標(biāo)往往是火星。在太陽系中,地球的近鄰是火星與金星,都可以作為月球之后的下一個(gè)備選目的地。然而,無論從科學(xué)研究角度還是未來對行星的開發(fā)利用角度講,火星是比金星更加理想的選擇。下表是一些有關(guān)火星和地球的數(shù)據(jù),利用萬有引力常量G和表中選擇的一些信息可以完成的估算是(  )

A.選擇①②④可以估算太陽對地球的吸引力

B.選擇①④可以估算太陽的密度

C.選擇①③④可以估算火星公轉(zhuǎn)的線速度

D.選擇②⑤可以估算地球質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一條長為L的細(xì)線上端固定,下端拴一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的小球,將它置于方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,使細(xì)線豎直拉直時(shí)將小球從A點(diǎn)靜止釋放,當(dāng)細(xì)線離開豎直位置偏角α60°時(shí),小球速度為0。

1)求小球帶電性質(zhì)和電場強(qiáng)度E;

2)若小球恰好完成豎直圓周運(yùn)動(dòng),求小球在A點(diǎn)應(yīng)有的初速度vA的大小(可含根式)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、相同的木塊AB放在轉(zhuǎn)盤上,兩者用長為L的細(xì)繩連接,木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的倍,A放在距離轉(zhuǎn)軸L處,整個(gè)裝置繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)。開始時(shí),繩恰好伸直但無彈力,現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),使角速度緩慢增大,請分析求解:

(1)細(xì)繩開始表現(xiàn)張力時(shí),轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;

(2)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi),細(xì)繩有張力且兩個(gè)物體與轉(zhuǎn)盤均不發(fā)生相對滑動(dòng)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線為勻強(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線.兩粒子M、N質(zhì)量相等,所帶電荷的絕對值也相等.現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示.點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn),已知O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn).若不計(jì)重力,則不正確的是( )

A.M帶正電荷,N帶負(fù)電荷

B.Na點(diǎn)的速度大小大于Mc點(diǎn)的速度大小

C.N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中電勢能減少

D.M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過程中,電場力對它做的功等于零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,金屬環(huán)MN用不可伸長的細(xì)線連接,分別套在水平粗糙細(xì)桿和豎直光滑細(xì)桿上,當(dāng)整個(gè)裝置以豎直桿為軸以不同大小的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩金屬環(huán)始終相對桿不動(dòng),下列判斷正確的是( 。

A.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大,細(xì)線中的拉力越大

B.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大,環(huán)N與豎直桿之間的彈力越大

C.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不同,環(huán)M與水平桿之間的彈力相等

D.轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不同,環(huán)M與水平桿之間的摩擦力大小可能相等

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