【題目】如圖所示,長(zhǎng)度L=2m的水平軌道AB與傾角θ=37°的光滑固定傾斜軌道CD間用一段半徑R=1m的光滑圓弧形軌道BC平滑連接(相切),并在傾斜軌道頂端D處固定一塊垂直于軌道的擋板,F(xiàn)使一個(gè)質(zhì)量m=0.8kg的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))在水平向右的恒力F作用下,從水平軌道左端A由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng),已知小滑塊與軌道AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25,滑塊到達(dá)D點(diǎn)與擋板發(fā)生碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失。第一次與擋板碰撞后,小滑塊沿軌道回到水平軌道AB的中點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。取sin37°=0.6cos37°=0.8,g=10m/s2。求:

1)該水平恒力的大小F;

2)小滑塊第一次與擋板碰撞前瞬間的速度大小υ以及小滑塊與擋板碰撞前瞬間的最小速度υmin(結(jié)果可保留根號(hào));

3)小滑塊與擋板第三次碰撞后返回水平軌道向左運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)位置到B點(diǎn)的距離x以及小滑塊在水平軌道AB段運(yùn)動(dòng)的總路程s

【答案】(1) 6N (2) m/s (3) 6m

【解析】

1)對(duì)小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)到第一次回到水平軌道AB的中點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理有:

,

解得:

;

2)由于,故小滑塊在傾斜軌道上做勻速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)小滑塊第一次從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至 D點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理有:

解得:

經(jīng)分析可知,小滑塊最終在BCD間往復(fù)運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn)的速度為零,小滑塊碰撞擋板的最小速度等于在軌道 BCD間往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度,由動(dòng)能定理有:

解得:

;

3)設(shè)小滑塊與擋板第二次碰撞后返回AB段向左運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)位置到B點(diǎn)的距離為x′,由動(dòng)能定理有:

,

解得:

同理可得:

,

設(shè)小滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)的總路程為s,由能量守恒定律有:

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】如圖所示,輕質(zhì)彈簧上端固定,不掛重物時(shí)下端位置為C點(diǎn);在下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))后再次保持靜止,此時(shí)物體位于A點(diǎn);將物體向下拉至B點(diǎn)后釋放。關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)情況,下面說(shuō)法中不正確的是( 。

A.物體由BA的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的加速度一直在減小

B.物體由BA的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的速度一直在增大

C.物體由BC的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的加速度一直在增大

D.物體由BC的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的速度先增大后減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直正對(duì)的平行板電容器帶等量異種電荷,帶正電的右板與靜電計(jì)相連,左板接地。假設(shè)兩極板所帶的電荷量不變,電場(chǎng)中P點(diǎn)固定一帶正電的點(diǎn)電荷,下列說(shuō)法正確的是

A.若僅將左板上移少許,則靜電計(jì)指針偏角變小

B.若僅將左板右移少許,則靜電計(jì)指針偏角變小

C.若僅將左板上移少許,則P點(diǎn)電勢(shì)升高

D.若僅將左板右移少許,則P的點(diǎn)電荷電勢(shì)能增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道可視為圓軌道,其軌道平面通過(guò)地球的南北兩極。若已知一個(gè)極地軌道衛(wèi)星從北緯60°的正上方,按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60°的正上方時(shí)所用時(shí)間為t,已知地球半徑為R(地球視為均勻球體),地球表面的重力加速度為g,萬(wàn)有引力常量為G,由以上已知量可以求出:

A.該衛(wèi)星的運(yùn)行周期B.該衛(wèi)星距地面的高度

C.該衛(wèi)星的質(zhì)量D.地球的質(zhì)量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一名跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停在高空的直升機(jī)中跳下,如圖所示為運(yùn)動(dòng)員從跳離飛機(jī)到落地的過(guò)程中在空中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,對(duì)于運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是

A.010s做自由落體運(yùn)動(dòng),15s末開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.1015s做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)

C.010s內(nèi)的平均速度為10m/s

D.10s末打開(kāi)降落傘,1015s內(nèi)的位移小于75m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平地面上固定一斜面,斜面傾角為θ,初始時(shí)將一物體A輕放在斜面上,A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。下列分析正確的是( 。

A.,并在物體A上施加一豎直向下的恒力F,則物體A將在力F的作用下沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)

B.,并在物體A上施加一豎直向下的恒力F,則物體A將在力F的作用下沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)

C.,物體A將以加速度a沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng);在物體A上施加一豎直向下的恒力F后,物體A將仍以加速度a沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)

D.,物體A將以加速度a沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng);在物體A上施加一豎直向下的恒力F后,物體A將以大于a的加速度沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用圖示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn),他的實(shí)驗(yàn)操作是:在小球AB處于同一高度時(shí),用小錘輕擊彈性金屬片,使A球水平飛出,同時(shí)B球被松開(kāi)。

他觀察到的現(xiàn)象是:小球AB______同時(shí)不同時(shí)落地;

AB球恢復(fù)初始狀態(tài),用較大的力敲擊彈性金屬片,A球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將______變長(zhǎng)、不變變短

上述現(xiàn)象說(shuō)明:平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與______大小無(wú)關(guān),平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是______運(yùn)動(dòng)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,帶電平行金屬板A,B,板間的電勢(shì)差為U,A板帶正電,B板中央有一小孔.一帶正電的微粒,帶電量為q,質(zhì)量為m,自孔的正上方距板高h處自由落下,若微粒恰能落至A,B板的正中央c點(diǎn),則(

A. 微粒在下落過(guò)程中動(dòng)能逐漸增加,重力勢(shì)能逐漸減小

B. 微粒落入電場(chǎng)中,電勢(shì)能逐漸增大,其增加量為

C. 微粒在下落過(guò)程中重力做功為,電場(chǎng)力做功為

D. 若微粒從距B板高2h處自由下落,則恰好能達(dá)到A

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】現(xiàn)用已調(diào)為水平的氣墊導(dǎo)軌及圖甲中所示的其它裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)的主要步驟為:

(1)用一游標(biāo)卡尺測(cè)得擋光片的寬度d如圖乙所示,則d=___cm。用天平測(cè)得滑塊a(含擋光片)的質(zhì)量為m1及滑塊b(含擋光片和彈簧)的質(zhì)量為m2

(2)將滑塊b靜置于兩光電門(mén)之間,將滑塊a置于光電門(mén)1的右端,然后將滑塊a水平壓縮彈簧,滑塊a在彈簧的作用下向左彈射出去,通過(guò)光電門(mén)1后繼續(xù)向左滑動(dòng)并與滑塊b發(fā)生碰撞

(3)a、b兩滑塊碰撞彈開(kāi)后,分別通過(guò)光電門(mén)12,實(shí)驗(yàn)結(jié)束

(4)實(shí)驗(yàn)后,分別記錄了滑塊a先后兩次通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間t1t2,及滑塊b通過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間t3.

(5)若碰撞前后動(dòng)量守恒,則驗(yàn)證的表達(dá)式為 ___(用測(cè)得量符號(hào)表示)

(6)如果該碰撞為彈性碰撞,且滑塊a碰撞后也隨即向左通過(guò)光電門(mén)2,則兩滑塊的質(zhì)量m1______ m2(填大于、等于或小于)

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