【題目】如圖甲所示,固定的光滑半圓軌道的直徑PQ沿豎直方向,其半徑R的大小可以連續(xù)調(diào)節(jié),軌道上裝有壓力傳感器,其位置N始終與圓心O等高。質(zhì)量M=1kg、長(zhǎng)度L=3m的小車靜置在光滑水平地面上,小車上表面與P點(diǎn)等高,小車右端與P點(diǎn)的距離s=2m。一質(zhì)量m=2kg的小滑塊以v0=6m/s的水平初速度從左端滑上小車,當(dāng)小車與墻壁碰撞后小車立即停止運(yùn)動(dòng)。在R取不同值時(shí),壓力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系如圖乙所示。已知小滑塊與小車表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 0.2,取重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度v1的大;

(2)圖乙中ab的值。

【答案】(1)4m/s (2)a=1.25,b=40

【解析】

(1)小滑塊滑上小車后將做勻減速直線運(yùn)動(dòng),小車將做勻加速直線運(yùn)動(dòng);算出到兩者速度相等時(shí),小車及滑塊的位移;發(fā)現(xiàn)速度相等時(shí),小物塊恰到小車的最右端且此時(shí)車與墻相碰,可得小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度;

(2)據(jù)機(jī)械能守恒求得小滑塊到N點(diǎn)的速度,再對(duì)小滑塊在N點(diǎn)時(shí)受力分析,據(jù)牛頓第二定律求出對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式,從而求出圖乙中ab的值。

(1) 小滑塊滑上小車后將做勻減速直線運(yùn)動(dòng),小車將做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)小滑塊的加速度大小為,小車加速度的大小為,由牛頓第二定律得:

對(duì)小滑塊,則

對(duì)小車,則

設(shè)小車與滑塊經(jīng)時(shí)間速度相等,則:

滑塊的位移

小車的位移

代入數(shù)據(jù)解得:、

由于、,說(shuō)明小滑塊恰到小車的最右端時(shí)車與墻相碰,即小滑塊到達(dá)P點(diǎn)的速度

(2)設(shè)小滑塊到達(dá)N點(diǎn)的速度為,對(duì)N點(diǎn)的滑塊受力分析,由牛頓第二定律可得:

對(duì)小滑塊從P點(diǎn)到N點(diǎn)過(guò)程,應(yīng)用機(jī)械能守恒定律可得:

聯(lián)立解得:

則圖乙中的

圖線斜率,解得:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,等腰楔形木塊固定在水平面上,小滑塊M、m通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)頂角的定滑輪相連接.已知兩滑塊質(zhì)量Mm,忽略一切摩擦,在兩滑塊由靜止釋放后沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(

A. 重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的變化量

B. 輕繩對(duì)m做的功等于m動(dòng)能的變化量

C. 輕繩對(duì)M做的功等于M機(jī)械能的變化量

D. M重力勢(shì)能的減少量等于m重力勢(shì)能的增加量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(16)某同學(xué)在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定的A、B、CD、E、F、G7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),其相鄰點(diǎn)間的距離如下圖所示,每?jī)蓚(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s

試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,計(jì)算出打B、C、DE、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,并將各個(gè)速度值填入下式(數(shù)值保留到小數(shù)點(diǎn)后第三位)

m/s, m/s, m/s, m/s,

m/s

BC、D、EF各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在右圖所示的坐標(biāo)紙上,并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線.(描點(diǎn)2分,作圖4分計(jì)6)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為3.0kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,當(dāng)拉力F1=8.0N時(shí),木箱靜止;當(dāng)拉力F2=12N時(shí),木箱做勻速運(yùn)動(dòng),g=10m/s2求:

(1)木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)木箱在8.0N的拉力作用下受到的摩擦力的大。

(3)木箱在14.0N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,甲、乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量, m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。

1實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是________。

A用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

B將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力

C小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

D為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M。

2甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2結(jié)果保留三位有效數(shù)字。

3甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為____________。

A B C D

4乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出如圖所示的a-F圖線,該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題是

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示是兩個(gè)橫截面分別為圓和正方形但磁感應(yīng)強(qiáng)度均相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓的直徑D等于正方形的邊長(zhǎng),兩個(gè)電子分別以相同的速度飛入兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直,進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的速度方向?qū)?zhǔn)了圓心,進(jìn)入正方形磁場(chǎng)區(qū)域的方向是沿一邊的中點(diǎn)且垂直于邊界線,則下列判斷正確的是 (  )

A. 兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),其半徑一定相同

B. 兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相同

C. 進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子一定先飛離磁場(chǎng)

D. 進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子一定不會(huì)后飛出磁場(chǎng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體AB疊放并靜止在固定粗糙斜面C,A、B的接觸面與斜面平行。以下說(shuō)法正確的是( )

A. A物體受到四個(gè)力的作用

B. B物體受到A的作用力的合力方向豎直向上

C. A物體受到B的摩擦力沿斜面向上

D. 斜面受到B的壓力作用,方向垂直于斜面向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的是( )

A. 物體在從開始運(yùn)動(dòng)起1 s、3 s、5 s時(shí)的速度之比為135

B. 物體在從開始運(yùn)動(dòng)起1 s、3 s、5 s內(nèi)的位移之比為135

C. 物體從開始運(yùn)動(dòng)起經(jīng)過(guò)1 m、3 m、5 m時(shí)的速度之比為

D. 物體從開始運(yùn)動(dòng)起經(jīng)過(guò)1 m、3 m、5 m所用時(shí)間之比為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于伽利略的兩個(gè)斜面實(shí)驗(yàn),下面說(shuō)法中正確的是

A. 伽利略在圖中使用了光滑斜面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

B. 伽利略在圖中使用了光滑斜面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

C. 伽利略從圖中得出:自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)

D. 伽利略從圖中得出:力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因

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