【題目】如圖所示,斜面AB和水平面BC相交于B點(diǎn),CED是豎直放置的半徑為R=0.1m的光滑半圓軌道,CD與BC相切于C點(diǎn),E點(diǎn)與圓心O點(diǎn)等高。質(zhì)量為m的小球從斜面上離水平面h高處由靜止釋放,經(jīng)過水平面后沖上半圓軌道,小球完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)D點(diǎn)后水平飛出,落在水平地面上,落點(diǎn)到C點(diǎn)的距離為d。現(xiàn)改變高度h的大小并確保每次都由靜止釋放小球,測(cè)出對(duì)應(yīng)的d的大小,通過數(shù)據(jù)分析得出了d和h的函數(shù)d2=0.64h-0.8 ,已知斜面與水平面的夾角為,BC長(zhǎng)為x=4m,小球與斜面和水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,取g=10。求:
(1)斜面的傾角和小球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)如果讓小球進(jìn)入半圓軌道后不脫離半圓軌道,求h的取值范圍.
【答案】(1)0.2 (2)或
【解析】
試題分析:(1)小球從h處由靜止開始釋放到D點(diǎn)過程中
由動(dòng)能定理:
從D點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),水平射程為:
下落高度為:
可得:
根據(jù)題意:
代入數(shù)據(jù)解得小球與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),斜面的傾角
(2)小球不脫離半圓軌道的臨界條件有兩個(gè),一個(gè)是恰好從D點(diǎn)飛出,
此時(shí)應(yīng)滿足: 解得:
根據(jù)動(dòng)能定理:
代入數(shù)據(jù)解得:
其二是小球在半圓形導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí),到E點(diǎn)減到速度為零,由動(dòng)能定理:
代入數(shù)據(jù)解得:
小球能進(jìn)入半圓形軌道有:
代入數(shù)據(jù)解得:
綜上所述讓小球進(jìn)入半圓軌道后不脫離半圓軌道,h的取值范圍為
或
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,ABC為豎直平面內(nèi)的絕緣軌道,AB部分是半徑為R的光滑半圓軌道,BC部分水平,整個(gè)軌道處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、帶電量為q的小滑塊,它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,已知重力加速度為g,場(chǎng)強(qiáng)大小為, ,求:
(1)要使小滑塊能運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),滑塊應(yīng)在BC軌道上離B至少多遠(yuǎn)處靜止釋放;
(2)在上述情況中,小滑塊速度最大時(shí)對(duì)軌道的壓力.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為2.5 V,額定功率為0.5 W,此外還有以下器材可供選擇:
A.直流電源3 V(內(nèi)阻不計(jì))
B.直流電流表0~300 mA(內(nèi)阻約為5 Ω)
C.直流電流表0~3 A(內(nèi)阻約為0.1 Ω)
D.直流電壓表0~3 V(內(nèi)阻約為3 kΩ)
E.滑動(dòng)變阻器100 Ω,0.5 A
F.滑動(dòng)變阻器10 Ω,2 A
G.導(dǎo)線和開關(guān)
實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測(cè)量.
(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(均填寫儀器前的字母)
(2)在圖5所示的虛線框中畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖(虛線框中已將所需的滑動(dòng)變阻器畫出,請(qǐng)補(bǔ)齊電路的其他部分,要求滑片P向b端滑動(dòng)時(shí),燈泡變亮);
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),畫出的小燈泡的I-U圖線如圖所示.由此可知,當(dāng)電壓為0.5 V時(shí),小燈泡的燈絲電阻是________Ω.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩個(gè)小球在同一高度處緊挨在一起,兩球用長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的輕繩連接,由靜止釋放B球,0.2s后再釋放A球,當(dāng)B球剛好要落地時(shí),輕繩剛好要拉直,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10。求:
(1)兩球開始時(shí)離地面的高度;
(2)若開始時(shí)給B球一個(gè)水平向右的初速度,同時(shí)由靜止釋放A球,結(jié)果在A球離地面0.55m時(shí)繩子剛好被拉直,則B球拋出的初速度多大.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,等腰直角三角形區(qū)域內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),它的底邊在x軸上且長(zhǎng)為L(zhǎng),高為L(zhǎng),紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向以速度v勻速穿過勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,在t=0時(shí)恰好位于圖中所示的位置。下列說法正確的是
A.穿過磁場(chǎng)過程中磁通量最大值為
B.穿過磁場(chǎng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為
C.線框中產(chǎn)生的電流始終沿順時(shí)針方向
D.穿過磁場(chǎng)過程中線框受到的安培力始終向左
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,相信在不遠(yuǎn)的將來人類能夠?qū)崿F(xiàn)太空移民。為此,科學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)巨型環(huán)狀管道式空間站。空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),人們生活在空間站的環(huán)形管道中,管道內(nèi)部截面為圓形,直徑可達(dá)幾千米,如圖(a)所示。已知地球質(zhì)量為M,地球半徑為R,空間站總質(zhì)量為m,G為引力常量。
(1)空間站圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2R,求空間站在軌道上運(yùn)行的線速度大;
(2)為解決長(zhǎng)期太空生活的失重問題,科學(xué)家設(shè)想讓空間站圍繞通過環(huán)心并垂直于圓環(huán)平面的中心軸旋轉(zhuǎn),使在空間站中生活的人們獲得“人工重力”。該空間站的環(huán)狀管道內(nèi)側(cè)和外側(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別為r1、r2,環(huán)形管道壁厚度忽略不計(jì),如圖(b)所示。若要使人們感受到的“人工重力”與在地球表面上受到的重力一樣(不考慮重力因地理位置不同而產(chǎn)生的差異且可認(rèn)為太空站中心軸靜止),則該空間站的自轉(zhuǎn)周期應(yīng)為多大;
(3)為進(jìn)行某項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn),空間站需將運(yùn)行軌道進(jìn)行調(diào)整,先從半徑為2R的圓軌道上的A點(diǎn)(近地點(diǎn))進(jìn)行第一次調(diào)速后進(jìn)人橢圓軌道。當(dāng)空間站經(jīng)過橢圓軌道B點(diǎn)(遠(yuǎn)地點(diǎn))時(shí),再進(jìn)行第二次調(diào)速后最終進(jìn)人半徑為3R的圓軌道上。若上述過程忽略空間站質(zhì)量變化及自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響,且每次調(diào)速持續(xù)的時(shí)間很短。
①請(qǐng)說明空間站在這兩次調(diào)速過程中,速度大小是如何變化的;
②若以無窮遠(yuǎn)為引力勢(shì)能零點(diǎn),空間站與地球間的引力勢(shì)能為,式中r表示空間站到地心的距離,求空間站為完成這一變軌過程至少需要消耗多少能量。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示的裝置可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng),可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A與細(xì)線1、2連接后分別系于B、C兩點(diǎn),裝置靜止時(shí)細(xì)線1水平,細(xì)線2與豎直方向的夾角θ=37°.已知小球的質(zhì)量m=1 kg,細(xì)線2長(zhǎng)l=1 m,B點(diǎn)距C點(diǎn)的水平和豎直距離相等.重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω1時(shí),細(xì)線1上的張力為零而細(xì)線2與豎直方向的夾角仍為37°,求角速度ω1的大小;
(2)若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω2= rad/s,求細(xì)線2與豎直方向的夾角.
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