【題目】如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點(diǎn),自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)。水平桌面右側(cè)有一豎直放置的圓弧軌道MNP,其形狀為半徑R=1.0 m的圓環(huán)剪去了左上角 120°的圓弧,MN為其豎直直徑,P點(diǎn)到桌面的豎直距離是h=2.4 m。用質(zhì)量m=0.4 kg的小物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn),釋放彈簧后物塊沿粗糙水平桌面運(yùn)動(dòng),從D飛離桌面后恰好由P點(diǎn)沿切線落入圓弧軌道。(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)求:
(1)小物塊飛離D點(diǎn)時(shí)速度vD的大;
(2)若圓弧軌道MNP光滑,小物塊經(jīng)過圓弧軌道最低點(diǎn)N時(shí)對圓弧軌道的壓力FN的大小;
(3)若小物塊m剛好能達(dá)到圓弧軌道最高點(diǎn) M,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中其克服摩擦力做的功為8J,則開始被壓縮的彈簧的彈性勢能Ep至少為多少焦耳?
【答案】(1)4 m/s(2)33.6 N(3)6.4J
【解析】
(1)物塊離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng),
豎直方向: = 2gh
代入數(shù)據(jù)解得:vy= 4m/s .
設(shè)物塊進(jìn)人圓弧軌道時(shí)的速度方向與水平方向夾角為,由幾何知識可得:=60°,
tan =
代入數(shù)據(jù)解得:vD =4 m/s
(2)物塊由P到N過程,由機(jī)械能守恒定律得:
.
在N點(diǎn),支持力與重力的合力提供同心力:FN- mg = m.
由牛頓第三定律可知代人數(shù)據(jù)解得,物塊對圓弧軌道的壓力:FN= 33.6 N。
(3)物塊恰好到達(dá)M點(diǎn),在M點(diǎn)重力提供向心力,由牛頓第二定律得:mg = m,
在整個(gè)過程中,由能量守恒定律得:Ep= Wf+-mg(h-1.5R)
代人數(shù)據(jù)解得:Ep= 6.4J。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某課題小組通過實(shí)驗(yàn)測量河水的電阻率.現(xiàn)備有一根均勻的長玻璃管(兩端各有一個(gè)圓形電極,可裝入樣品水,接觸電阻不計(jì))、電壓表(量程12 V,內(nèi)阻約10 kΩ)、電流表(量程100 μA,內(nèi)阻約50 Ω)、滑動(dòng)變阻器(10 Ω,1 A)、電池組(電動(dòng)勢E=12 V,內(nèi)阻不計(jì))、開關(guān)、導(dǎo)線若干、直尺、待測的水樣品.如圖甲是他們用伏安法多次測量并計(jì)算出對應(yīng)的水柱長度L與水柱電阻R描點(diǎn)畫出的圖象;實(shí)驗(yàn)中還用10分度的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖乙所示.
請回答下面的問題:
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為________cm;
(2)請?jiān)谔摼框內(nèi)畫出測量水柱電阻的電路圖______;
(3)所測水的電阻率為________Ω·m.(保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m,靜止疊放在水平地面上。A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,F(xiàn)對A施加一水平拉力F,則( )
A. 當(dāng)F<2μmg時(shí),A、B都相對地面靜止
B. 當(dāng)F=時(shí),A的加速度為
C. 當(dāng)F>3μmg時(shí),A相對B滑動(dòng)
D. 無論F為何值,B的加速度不會(huì)超過
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,在光滑的水平地面上,質(zhì)量為M=3.0kg的長木板A的左端,疊放著一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn)),處于靜止?fàn)顟B(tài),小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.30.在木板A的左端正上方,用長為R=0.8m的不可伸長的輕繩將質(zhì)量為m=1.0kg的小球C懸于固定點(diǎn)O點(diǎn).現(xiàn)將小球C拉至與O等高的位置且使輕繩拉直,由靜止釋放到達(dá)O點(diǎn)的正下方時(shí),小球C與B發(fā)生彈性正碰,空氣阻力不計(jì),取g=10m/s2.求:
(1)C與B碰撞后B的速度是多少?
(2)木板長度L至少為多大時(shí),小物塊才不會(huì)滑出木板?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在水平圓盤上沿半徑方向放置用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)物塊 (可視為質(zhì)點(diǎn)).A和B距軸心O的距離分別為rA=R,rB=2R,且A、B與轉(zhuǎn)盤之間的最大靜摩擦力都是fm,兩物塊A和B隨著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),始終與圓盤保持相對靜止。則在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度從0緩慢增大的過程中,下列說法正確的是
A.B所受合力外力一直等于A所受合外力
B.A受到的摩擦力一直指向圓心
C.B受到的摩擦力先增大后減小
D.A、B兩物塊與圓盤保持相對靜止的最大角速度為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】嫦娥四號探測器成功發(fā)射,開啟了我國月球探測的新旅程,探測器經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移、近月 制動(dòng)、環(huán)月飛行,最終實(shí)現(xiàn)了人類首次月球背面軟著陸.如圖為探測器繞月球的運(yùn)行軌道示意圖,其中軌道I為圓形軌道,軌道II為橢圓軌道.下列關(guān)于探測器的說法中正確的是
A.在軌道I、軌道II上通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等
B.在軌道I通過P點(diǎn)的加速度比在軌道II通過P點(diǎn)的加速度大
C.在軌道II上從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中動(dòng)能變大
D.在軌道II上從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中的機(jī)械能守恒
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一質(zhì)量為m =0.5kg的電動(dòng)玩具車,從傾角為=30°的長直軌道底端,由靜止開始沿軌道向上運(yùn)動(dòng),4s末功率達(dá)到最大值,之后保持該功率不變繼續(xù)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示,其中AB段為曲線,其他部分為直線.已知玩具車運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦阻力恒為自身重力的0.3倍,空氣阻力不計(jì).取重力加速度g=10m/s2.
(1)求玩具車運(yùn)動(dòng)過程中的最大功率P;
(2)求玩具車在4s末時(shí)(圖中A點(diǎn))的速度大小v1;
(3)若玩具車在12s末剛好到達(dá)軌道的頂端,求軌道長度L.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖是彈簧槍發(fā)射鋼珠前,測量彈簧的彈性勢能的裝置,M為半徑R=1.6m、固定于豎直平面內(nèi)的光滑半圓弧軌道,A、B分別是軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn);N為鋼珠接收罩,它是一個(gè)與軌道的最低點(diǎn)A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的彈簧槍(槍的水平長度遠(yuǎn)小于M的半徑),可向M軌道發(fā)射速度不同的質(zhì)量均為m=0.01kg的小鋼珠,彈簧槍可將彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動(dòng)能。取g=10m/s2。
(1)某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過B點(diǎn),水平飛出后落到N的某一點(diǎn)上;求該次發(fā)射該鋼珠前,彈簧的彈性勢能;
(2)另一次發(fā)射的小鋼珠沿軌道從B點(diǎn)水平飛出后落到N上的位置與A點(diǎn)水平距離為s=4.8m,求該次發(fā)射該鋼珠前,彈簧的彈性勢能。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示的演示實(shí)驗(yàn)中,A、B兩球同時(shí)落地,說明__________,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將兩個(gè)斜滑道固定在同一豎直面內(nèi),最下端水平,把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球,從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放,滑道2與光滑水平板吻接,則他將觀察到的現(xiàn)象是__________,這說明____________。
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