【題目】如圖所示,水平桌面A上直線MN將桌面分成兩部分,左側(cè)桌面光滑,右側(cè)桌面粗糙。在A上放長L=0.1m的均勻方木板,木板左端剛好與MN對齊,通過細繩繞過光滑的定滑輪與正上方的一水平圓盤B上的小球(可看成質(zhì)點)相連,小球質(zhì)量與木板質(zhì)量相等,小球套在沿圓盤半徑方向的光滑細桿上,細桿固定在圓盤上,細線剛好繃直。木板右端與一勁度系數(shù)k=40N/m的輕彈簧相連,輕彈簧另一端固定在擋板上,F(xiàn)用力F沿桿方向拉動小球,通過細線使木板緩慢向左運動,當木板剛好離開粗糙面時,拉力做功W=0.3J。

(1)上述過程中,因摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少?

(2)寫出上述過程中F隨小球運動位移x的關(guān)系式,并畫出F-x圖象。

(3)若將力F拉小球改為使B繞軸轉(zhuǎn)動,仍實現(xiàn)上述過程,則桿對小球至少需要做多少功?已知開始時小球離圓盤中心的距離r=0.1m。

【答案】(1)0.3J(2)(N) m(3)

【解析】(1)木板離開過程中,彈簧的壓縮量和伸長量剛好相等,彈性勢能不變。

摩擦產(chǎn)生的熱量Q=W=0.3J (4分)

(2)木板克服摩擦力做功為 (N)

B盤中小球受力 F=T

桌面上木板受力

代入數(shù)據(jù)得 (N) m

圖象如圖所示

(3)木板剛好離開粗糙面時,繩子拉力T=2N ,小球圓周運動的半徑R=r+L

設此時小球隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度為v,

小球受力 ,小球此時的動能為

桿對小球做功

代入數(shù)據(jù)解得 J

練習冊系列答案
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【題目】勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定一只質(zhì)量為m的小球,向下壓小球后從靜止釋放,小球開始做簡諧運動。該過程小球的最大加速度是2.8g(g為重力加速度)。求:

(1)簡諧運動的振幅大小A;

2當小球運動到最低點時,小球?qū)椈蓮椓的大小和方向;

3若彈簧原長為L,則振動過程中彈簧的最大長度L是多少?

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A B C D

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【題目】如圖,固定在地面的斜面體上開有凹槽,槽內(nèi)緊挨放置六個半徑均為r的相同小球,各球編號如圖。斜面與水平軌道OA平滑連接,OA長度為6r,F(xiàn)將六個小球由靜止同時釋放,小球離開A點后均做平拋運動,不計一切摩擦。則在各小球運動過程中,下列說法正確的是

A球1的機械能守恒 B球6在OA段機械能增大

C球6的水平射程最大 D有三個球落地點相同

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【題目】為了節(jié)省能量,某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘行時,扶梯運轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時,它會先慢慢加速,再勻速運轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個過程,如圖所示。那么下列說法中正確的是()

A. 顧客始終受到三個力的作用

B. 顧客始終處于超重狀態(tài)

C. 顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下

D. 顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方,再豎直向下

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【題目】如圖,玻璃球冠的折射率為,其底面鍍銀,底面的半徑是球半徑的倍;在過球心O且垂直于底面的平面紙面內(nèi),有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點,該光線的延長線恰好過底面邊緣上的A點。求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。

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【題目】(12分)如圖所示,傾角的斜面AB與水平面平滑連接于B點,A、B兩點之間的距離s0=3 m,質(zhì)量m=3 kg的小物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)均為。當小物塊從A點由靜止開始沿斜面下滑的同時,對小物塊施加一個水平向左的恒力F。取g=10 m/s2。

1若F=10 N,小物塊從A點由靜止開始沿斜面運動到B點時撤去恒力F,求小物塊在水平面上滑行的距離s。sin 37°=0.6,cos 37°=0.8

2為確保小物塊不離開斜面,該恒力的最大值為多大?

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【題目】某同學用右圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動。實驗步驟如下:

a.安裝好實驗器材。

b.接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運動,重復幾次。選出一條點跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點跡,從便于測量的點開始,每兩個打點間隔取一個計數(shù)點,如下圖中0、1、2……6點所示。

c.測量1、2、3……6計數(shù)點到0計數(shù)點的距離,分別記作:S1、S2、S3……S6

d.通過測量和計算,該同學判斷出小車沿平板做勻加速直線運動。

e.分別計算出S1、S2、S3……S6與對應時間的比值。

f.以為縱坐標、t為橫坐標,標出與對應時間t的坐標點,劃出—t圖線。

結(jié)合上述實驗步驟,請你完成下列任務:

實驗中,除打點及時器(含紙帶、復寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有 。(填選項代號)

A.電壓合適的50 Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平

F.重錘

將最小刻度為1 mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點對齊,01、2、5計數(shù)點所在位置如圖所示,則

S2 cm,S5 cm

該同學在右圖中已標出1、34、6計數(shù)點對應的坐標,請你在該圖中標出與2、5兩個計數(shù)點對應的坐標點,并畫出—t圖。

t

根據(jù)—t圖線判斷,在打0計數(shù)點時,小車的速度v0 m/s;它在斜面上運動的加速度a m/s2。

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【題目】如圖所示,一輛上表面光滑的平板小車長L2 m,車上左側(cè)有一擋板,緊靠擋板處有一可看成質(zhì)點的小球。開始時,小車與小球一起在水平面上向右做勻速運動,速度大小為v05 m/s。某時刻小車開始剎車,加速度a4 m/s2。經(jīng)過一段時間,小球從小車右端滑出并落到地面上。求:

1)從剎車開始到小球離開小車所用的時間;

2)小球離開小車后,又運動了t105 s落地。小球落地時落點離小車右端多遠?

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