【題目】如圖所示,圓心角θ=60°的圓弧軌道JK與半圓弧軌道GH都固定在豎直平面內(nèi),在兩者之間的光滑地面上放置質(zhì)量為M的木板,木板上表面與H、K兩點(diǎn)相切,木板右端與K端接觸,左端與H點(diǎn)相距L,木板長(zhǎng)度d=6.5R。兩圓弧軌道均光滑,半徑為R,F(xiàn)在相對(duì)于J點(diǎn)高度為3R的P點(diǎn)水平向右拋出一可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的木塊,木塊恰好從J點(diǎn)沿切線進(jìn)入圓弧軌道,然后滑上木板,木塊與 木板間的動(dòng)摩擦因數(shù);當(dāng)木板接觸H點(diǎn)時(shí)即被黏住,木塊恰好能運(yùn)動(dòng)到半圓弧軌道GH的中點(diǎn)。已知M=2m,重力加速度為g。
(1)求木塊在P點(diǎn)拋出的初速度大小以及運(yùn)動(dòng)到K時(shí)對(duì)K點(diǎn)的壓力;
(2)求L的大。ńY(jié)果用字母m、g、R表示)
【答案】(1) ; (2)
【解析】試題分析:物塊從P到J做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)下落的高度求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,由vy=gt求出滑塊到達(dá)J點(diǎn)的豎直分速度,由分速度關(guān)系求平拋的初速度;P到K根據(jù)機(jī)械能守恒定律可以求出滑塊到達(dá)K點(diǎn)的速度,然后應(yīng)用牛頓第二定律求出支持力;物塊從滑上滑板后開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑板開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊與滑板達(dá)到共同速度時(shí),二者開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng).根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出共同速度,再由能量守恒定律求L。
(1)設(shè)木塊在P點(diǎn)的初速度為v1,從P點(diǎn)到J點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)
豎直方向有:
豎直方向的速度為:
因?yàn)槟緣K在J點(diǎn)與圓弧相切,故
聯(lián)立解得:
(2)設(shè)木塊滑到K點(diǎn)的速度為,從P點(diǎn)到K點(diǎn)根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
解得:
根據(jù)牛頓第二定律可得:
解得:
根據(jù)牛頓第三定律可得木塊運(yùn)動(dòng)到K時(shí),對(duì)K點(diǎn)的壓力為10mg,方向豎直向下
(2)木塊從K點(diǎn)滑上木板后開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)木板開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),假設(shè)木塊與木板能達(dá)到共同速度,則此后二者開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng),規(guī)定的方向?yàn)檎较颍?/span>
根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得:
解得:
對(duì)木塊根據(jù)動(dòng)能定理有:
對(duì)木板根據(jù)動(dòng)能定理有:
解得,
木塊相對(duì)木板的位移:
即木板與木塊到達(dá)相同速度時(shí),木塊未離開(kāi)木板
設(shè)木塊運(yùn)動(dòng)到H點(diǎn)時(shí)速度大小為,根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得:
說(shuō)明兩者還未達(dá)到共速,木板的左端即與H點(diǎn)粘連,木塊從K點(diǎn)到H點(diǎn)一直受到摩擦阻力作用,則由動(dòng)能定理可得
解得:L=0.5R。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈,與滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成閉合電路,a、b、c為三個(gè)閉合金屬圓環(huán),假定線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)全部集中在鐵芯內(nèi),則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片左、右滑動(dòng)時(shí),能產(chǎn)生感應(yīng)電流的金屬圓環(huán)是( )
A. .a、b、c三個(gè)環(huán)
B. b、c兩個(gè)環(huán)
C. a、c兩個(gè)環(huán)
D. a、b兩個(gè)環(huán)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖(甲)為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′按如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10Ω,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接,電阻R=90 Ω,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。 在t=0時(shí)刻,線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,穿過(guò)每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按圖(乙)所示正弦規(guī)律變化。(取π=3.14) 求:
(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值;
(2)從t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),線圈轉(zhuǎn)過(guò)600時(shí)線圈中感應(yīng)電流瞬時(shí)值及回路中的電流方向;
(3)電路中交流電壓表的示數(shù);
(4)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中,通過(guò)線圈的電量和整個(gè)回路的焦耳熱。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某單擺及其振動(dòng)圖像如圖所示,取,,根據(jù)圖給信息可計(jì)算得擺長(zhǎng)約為_____________;t=5s時(shí)間內(nèi)擺球運(yùn)動(dòng)的路程約為__________(取整數(shù));若在懸點(diǎn)正下方處有一光滑水平細(xì)釘可擋住擺線,且,則擺球從F點(diǎn)釋放到第一次返回F點(diǎn)所需時(shí)間為____________s。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】半徑為R的光滑細(xì)圓環(huán)軌道被固定在豎直平面內(nèi)內(nèi)有質(zhì)量為2m和m的兩個(gè)小球以相同的角速度經(jīng)過(guò)圖示位置;小球直徑遠(yuǎn)小于軌道半徑下列說(shuō)法正確的是
A. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧Ψ较蛞欢ㄘQ直向下
B. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧榱?/span>
C. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧Ψ较蛞欢ㄘQ直向上
D. 則在圖示位置兩小球?qū)壍赖淖饔昧榱?/span>
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,R1為定值電阻,R2為可變電阻,E為電源電動(dòng)勢(shì),r為電源的內(nèi)電阻,以下說(shuō)法中不正確的是
A. 當(dāng)R2=Rl+ r時(shí),R2上獲得最大功率
B. 當(dāng)Rl=R2+ r時(shí),Rl上獲得最大功率
C. 當(dāng)R2=0時(shí)Rl上獲得功率一定最大
D. 當(dāng)R2=0時(shí),電源的輸出功率可能最大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下:
A.讓小球多次從______ 位置上滾下,記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置.
B.按圖安裝好器材,注意______ ,記下平拋初位置O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)的豎直線.
C.取下白紙,以O為原點(diǎn),以豎直線為y軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線畫(huà)平拋運(yùn)動(dòng)物體的軌跡.
(1)完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上.
(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是______
(3)在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng),若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度為 ______ 用L、g表示,其值是______ (g=9.8m/s2)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩木塊緊靠在一起且靜止于光滑水平面上,物塊C以一定的初速度v0從A的左端開(kāi)始向右滑行,最后停在B木塊的右端,對(duì)此過(guò)程,下列敘述正確的是( )
A. 當(dāng)C在A上滑行時(shí),A、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B. 當(dāng)C在B上滑行時(shí),B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C. 無(wú)論C是在A上滑行還是在B上滑行,A、B、C三物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量都守恒
D. 當(dāng)C在B上滑行時(shí),A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“天神”順利來(lái)相會(huì)“海冬”愜意入天宮;2016年10月17日,承載著億萬(wàn)國(guó)民的殷切期待的“神舟十一號(hào)”載人航天飛船在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,開(kāi)始長(zhǎng)達(dá)33天的太空飛行計(jì)劃…“神舟十一號(hào)”是在經(jīng)過(guò)5次變軌后,到達(dá)“天宮二號(hào)”后方約52公里左右的位置,兩個(gè)8噸重的“大家伙”進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài),在393公里軌道高度實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接.
…11月18日13時(shí)59分,“神舟十一號(hào)”飛船返回艙開(kāi)始進(jìn)入大氣層,速度不斷增加,最終在阻力的作用下,近似做勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)距地面十公里左右的高度時(shí),降落傘會(huì)打開(kāi),為“神舟十一號(hào)”減速,從傘艙蓋打開(kāi)到著陸的全程,大約12分鐘,返回艙的下降速度也從每秒220米慢慢降到著陸前的每秒3米左右,最大程度來(lái)保證“神舟十一號(hào)”飛船安全著陸.
若“天宮二號(hào)”在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則與地面同步衛(wèi)星(軌道高度35860公里)相比,“天宮二號(hào)”具有更小的
A. 周期 B. 線速度 C. 角速度 D. 向心加速度
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