【題目】如圖所示豎直平面內(nèi)半徑為R光滑圓弧軌道BC靜止放在水平地面上,圓弧BC與地面相切于地面上的P點;瑝KA(視為質(zhì)點)從到B端高度為R處由靜止釋放,恰好從B端沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道,離開C端后沿地而運動。已知圓弧軌道BC的質(zhì)量為滑塊A的質(zhì)量的兩倍,P點左側(cè)地面光滑,滑塊與P點右側(cè)地面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g,求

(1)滑塊到達(dá)B端時的速度大小v;

(2)圓弧孤軌道的最大速度vm;

(3)滑塊停下時,滑塊到圓弧軌道C端的距離L。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)根據(jù)自由落體運動規(guī)律求解即可;

(2)動量守恒和機(jī)械能守恒定律相結(jié)合即可求解;

(3)注意平均動量守恒的應(yīng)用,同時注意結(jié)合位移與時間關(guān)系公式;

(1)滑塊做自由落體運動,有:,解得:;

(2)滑塊與圓弧軌道相互作用的過程,水平方向動量守恒,經(jīng)分析可知,滑塊滑到圓弧軌道的C端時圓弧軌道的速度最大,設(shè)滑塊的質(zhì)量為,滑塊滑到圓弧軌道的C端時速度大小為,則有:

根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:

解得:,;

(3)設(shè)滑塊沿圓弧軌道下滑的過程中的水平位移大小為,則該過程中圓弧軌道的位移大小為,該過程所用時間為,則由系統(tǒng)水平方向動量守恒有:

,解得:

滑塊離開C端后,圓弧軌道一直以速度勻速運動,滑塊先勻速運動一段距離到達(dá)P點,該過程所用時間為:

設(shè)滑塊通過P點后勻減速運動時間停下,則有:,其中

經(jīng)分析可知:

解得:。

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】如圖所示,真空中A、B兩個點電荷的電荷量分別為+Q-q,放在光滑絕緣水平面上,A、B之間用絕緣輕彈簧連接,當(dāng)系統(tǒng)靜止時彈簧的壓縮量為,下列過程都在彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是

A. 僅將+Q變成-Q,平衡時彈簧伸長量等于

B. 僅將+Q變成-Q,平衡時彈簧伸長量大于

C. 僅將+Q變成+2Q,平衡時彈簧壓縮量等于2

D. 僅將+Q變成+2Q,平衡時彈簧壓縮量大于2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究曲線運動的條件時,某同學(xué)做了如圖所示的實驗。未放置磁鐵時,鋼球在水平面上做直線運動,若在鋼球運動路線的旁邊放置一塊磁鐵,鋼球?qū)⒆銮運動。該實驗說明

A. 鋼球所受合力為零時也可以做曲線運動

B. 鋼球所受合力方向與速度方向不在同一條直線上,就會做曲線運動

C. 鋼球所受合力方向與速度方向在同一條直線上,就會做曲線運動

D. 鋼球加速度方向與速度方向在同一條直線上,就會做曲線運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】蹦極就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處,從幾十米高處跳下的一種極限運動,圖甲所示是其中的一個情景。為了研究蹦極過程,做以下簡化:將游客視為質(zhì)點,他的運動沿豎直方向,忽略彈性繩的質(zhì)量和空氣阻力。某次蹦極時,游客從蹦極平臺由靜止開始下落,彈性繩的彈力大小可以用F=kΔx來計算,式中k為常量,Δx為彈性繩的伸長量。已知該彈性繩的自然長度為20m,取g= 10m/s2。則:

1)彈性繩剛伸直的瞬間游客的速度是多大?

2)取彈性繩剛伸直時游客所在位置為坐標(biāo)原點,取豎直向下為正方向,建立x軸。從彈性繩剛伸直開始,游客向最低點運動的過程中,請推導(dǎo)游客的加速度a與位移x滿足的關(guān)系,并在圖乙中定性畫出ax變化關(guān)系的圖像。

3)試論證游客在蹦極過程中的最大加速度大于g。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一船在靜水中的速度是6m/s,現(xiàn)要渡過寬為180m、水流速度為8m/s的河流,則下列說法中正確的是( )

A. 船相對于岸的速度可以是5m/s

B. 此船垂直到達(dá)對岸的時間是30s

C. 此船可以在對岸的任意位置靠岸

D. 此船渡河的最短位移是240m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場中,一根不可伸長的絕緣細(xì)線一端拴一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶負(fù)電的小球,另一端固定在O點,把小球拉到使細(xì)線水平的位置A,然后將小球由靜止釋放,小球沿弧線運動到細(xì)線與水平方向成θ=60°的位置B時速度為零,以下說法正確的是(

A. 小球重力與電場力的大小關(guān)系是

B. 小球重力與電場力的大小關(guān)系是

C. 小球在B點時,細(xì)線拉力T=2qE

D. 小球在B點時,細(xì)線拉力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用電磁打點計時器、水平木板(包括定滑輪)、小車等器材做研究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系的實驗,如圖是某學(xué)生做該實驗時小車即將釋放之前的實驗裝置圖;該圖中有4處錯誤,它們分別是:

(1)________________________________________________________________________;

(2)________________________________________________________________________

(3)________________________________________________________________________;

(4)________________________________________________________________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,等量異種點電荷固定在同一水平線上的P、Q兩點,豎直固定的光滑絕緣桿與PQ的中垂線重合,OPQ的中點,abPQ連線上的兩點,c、d 是中垂線上的兩點,acbd為菱形.電場強(qiáng)度用E表示,電勢用φ表示.一帶少量負(fù)電的小球(可視為點電荷)套在絕緣桿上自c點無初速釋放( )

A. φa大于φO,φO大于φc

B. Ea大于EO,EO大于Eb

C. cd的過程中,小球速度先增大后減小

D. cd的過程中,小球?qū)U的作用力方向始終水平向左

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】驗證力的平行四邊形定則的實驗如圖(a)所示,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點,OBOC為細(xì)繩,圖(b)是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。

1)圖(b)中的________是力的合力的理論值;________是力的合力的實際測量值。

2)在實驗中,如果將細(xì)繩也換成橡皮筋,那么實驗結(jié)果是否會發(fā)生變化?答:____________(選填不變

3)本實驗采用的科學(xué)方法是_______.

A.理想實驗法

B.等效替代法

C.控制變量法

D.建立物理模型法

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