(10分)如圖所示,五塊完全相同的長木板依次緊挨著放在水平地面上,每塊木板的長度L=0.5m,質(zhì)量m=0.6kg。一質(zhì)量M=1kg的小物塊以=3m/s水平速度從第一塊長木板的最左端滑入。已知小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù),長木板與地面間的動摩擦因數(shù),設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。重力加速度g取。求:
(1)小物塊滑至第四塊長木板時,物塊與第四塊長木板的加速度分別為多大?
(2)物塊在整個運動過程中相對出發(fā)點滑行的最大距離?
(1)2m/s2 (2)2.27m
解析試題分析:(1)設(shè)當(dāng)物塊滑至第n塊木板時,木板與地面的摩擦力小于小物塊與木板的摩擦力,即
解得n>4.3
物塊滑上第五塊木板時,木板才開始在地面上滑動。
即:小物塊滑至第四塊長木板時,第四塊長木板的加速度為零。
物塊的加速度為
(2)設(shè)物塊剛滑上第五塊木板時的速度為,每塊木板的長度為L,由動能定理
解得
物塊在第五塊木板表面做勻減速直線運動,木板做勻加速直線運動,設(shè)經(jīng)歷時間t,物塊與木板能獲得相同的速度,
對物塊
對木板
解得
在此過程中,物塊發(fā)生的位移為,由動能定理
解得
即物塊與木板獲得的共同速度,之后整體向前勻減速運動后靜止.由動能
定理
解得
所以物塊總共發(fā)生的位移
考點:本題考查牛頓第二定律、動能定理。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,桌面上有一輕質(zhì)彈簧,左端固定在A點,自然狀態(tài)時其右端B點位于桌面右側(cè)邊緣。水平桌面右側(cè)有一豎直放置、半徑R=0.3m的光滑半圓軌道MNP,桌面與軌道相切于M點。在以MP為直徑的右側(cè)和水平半徑ON的下方部分有水平向右的勻強電場,場強的大小,F(xiàn)用質(zhì)量m0=0.4kg的小物塊a將彈簧緩慢壓縮到C點,釋放后彈簧恢復(fù)原長時物塊恰停止在B點。用同種材料、質(zhì)量為m=0.2kg、帶+q的絕緣小物塊b將彈簧緩慢壓縮到C點,釋放后,小物塊b離開桌面由M點沿半圓軌道運動,恰好能通過軌道的最高點P。(取g= 10m/s2)求:
(1)小物塊b經(jīng)過桌面右側(cè)邊緣B點時的速度大;
(2)釋放后,小物塊b在運動過程中克服摩擦力做的功;
(3)小物塊b在半圓軌道運動中最大速度的大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
在半徑R=4000 km的某星球表面,宇航員做了如下實驗,實驗裝置如圖甲所示,豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成,將質(zhì)量m=0.2 kg的小球從軌道上高H處的某點由靜止滑下,用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F,改變H的大小,可測出相應(yīng)的F大小,F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示,忽略星球自轉(zhuǎn).
求:(1)圓弧軌道BC的半徑r;
(2)該星球的第一宇宙速度vⅠ.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)如圖所示,半徑為、質(zhì)量為m的小球用兩根不可伸長的輕繩a、b連接,兩輕繩的另一端系在一根豎直桿的A、B兩點上,A、 B兩點相距為l,當(dāng)兩輕繩伸直后,A、B兩點到球心的距離均為l。當(dāng)豎直桿以自己為軸轉(zhuǎn)動并達到穩(wěn)定時(細繩a、b與桿在同一豎直平面內(nèi))。求:
(1)豎直桿角速度ω為多大時,小球恰離開豎直桿?
(2)輕繩a的張力Fa與豎直桿轉(zhuǎn)動的角速度ω之間的關(guān)系。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)如圖所示,在水平勻速運動的傳送帶的左端(P點),輕放一質(zhì)量為m=1kg的物塊,物塊隨傳送帶運動到A點后拋出,物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點進入豎直光滑圓弧軌道下滑。B、D為圓弧的兩端點,其連線水平。已知圓弧半徑R=1.0m,圓弧對應(yīng)的圓心角θ=106º,軌道最低點為C,A點距水平面的高度h=0.80m。(g取10m/s2,
sin53º=0.8,cos53º=0.6)求:
(1)物塊離開A點時水平初速度的大小;
(2)物塊經(jīng)過C點時對軌道壓力的大;
(3)設(shè)物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.3,傳送帶的速度為5m/s,求PA間的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(15分)如圖所示,現(xiàn)在有一個小物塊,質(zhì)量為m=80g,帶上正電荷q=210-4C。與水平的軌道之間的滑動摩擦系數(shù)m =0.2,在一個水平向左的勻強電場中,E=103V/m,在水平軌道的末端N處,連接一個光滑的半圓形軌道,半徑為R=40cm,取g =10m/s2,求:
(1)小物塊恰好運動到軌道的最高點,那么小物塊應(yīng)該從水平哪個位置釋放?
(2)如果在上小題的位置釋放小物塊,當(dāng)它運動到P(軌道中點)點時對軌道的壓力等于多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
一工件置于水平地面上,其AB段為一半徑R=1.0 m的光滑圓弧軌道,BC段為一長度L=0.5 m的粗糙水平軌道,二者相切于B點,整個軌道位于同一豎直平面內(nèi),P點為圓弧軌道上的一個確定點.一可視為質(zhì)點的物塊,其質(zhì)量m=0.2 kg,與B、C間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4.工件質(zhì)量M=0.8 kg,與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1.(取g=10 m/s2)
(1)若工件固定,將物塊由P點無初速度釋放,滑至C點時恰好靜止,求P、C兩點間的高度差h;
(2)若將一水平恒力F作用于工件,使物塊在P點與工件保持相對靜止,一起向左做勻加速直線運動,求F的大小
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,A為位于一定高度處的質(zhì)量為m的小球,B為位于水平地面上的質(zhì)量為M的長方形空心盒子,盒子足夠長,且M = 2m,盒子與地面間的動摩擦因數(shù)=0.2.盒內(nèi)存在著某種力場,每當(dāng)小球進入盒內(nèi),該力場將同時對小球和盒子施加一個大小為F=Mg、方向分別豎直向上和向下的恒力作用;每當(dāng)小球離開盒子,該力F同時立即消失.盒子的上表面開有一系列略大于小球的小孔,孔間距滿足一定的關(guān)系,使得小球進出盒子的過程中始終不與盒子接觸.當(dāng)小球A以v=1m/s的速度從孔1進入盒子的瞬間,盒子B恰以v0=6m/s的速度向右滑行.取重力加速度g=10m/s2,小球恰能順次從各個小孔進出盒子.試求:
(1)小球A從第一次進入盒子到第二次進入盒子所經(jīng)歷的時間;
(2)盒子上至少要開多少個小孔,才能保證小球始終不與盒子接觸;
(3)從小球第一次進入盒子至盒子停止運動的過程中,盒子通過的總路程.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分) 如圖所示,傳送帶與水平面的夾角 =30°,皮帶在電動機的帶動下,始終保持順時針運行,速率為v0=2m/s,F(xiàn)把一質(zhì)量m=10kg的工件(可看做質(zhì)點)輕輕放在皮帶的底端,經(jīng)時間t=1.9s,工件被傳送到h=1.5m的高處,取g=10m/s2。求:(1)工件與皮帶間的動摩擦因數(shù);(2)電動機由于傳送工件多消耗的電能。
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