【題目】如圖所示,水平面OABC與水平皮帶CD平滑相切,右端有一個半徑為R的光滑半圓其它所在處的摩擦因數(shù)均為,圖中,其中CD略為大于R,物體P和Q的質(zhì)量均為m(可看成質(zhì)點),P帶了電荷量為q的正電荷,且電荷量不會轉(zhuǎn)移,皮帶順時針轉(zhuǎn)動,皮帶速率恒,現(xiàn)給物體P一個水平向左的初始速度,然后經(jīng)彈簧反彈后與物體Q發(fā)生正碰并粘在一起(除碰彈簧無機械能損失外,其它碰撞都不反彈),恰好能不脫離圓弧且能再次返回到皮帶上,當(dāng)物體第一次離開皮帶后,在皮帶所在處(CD處)加上豎直向下的勻強電場E,qE=2mg,試求:

(1)物體P的初始速度和彈簧的最大彈性勢能分別多大?

(2)物體最終能否回到圓弧上,如能求出物體在圓弧上最終所能達(dá)到的高度;如不能,求出物體最終所在的位置。

【答案】(1) (2)

【解析】(1)為了符合題意,物體最高能在圓弧上能達(dá)到與圓心等高的位置E處,故物體能達(dá)到的最大高度為h=R,

所以在D處的速度為,所以

CD由動能定理,可知

所以在C處碰后的速度為

C點發(fā)生彈性碰撞: ,碰前P的速度為

由動能定理得

由能的轉(zhuǎn)化與守恒可知,最大彈性勢能

2)假設(shè)物體達(dá)離Dx處時速度為零,在皮帶上物體所受的摩擦力為

物體從E點到速度為零處,由能量守恒得,x=R,(速度為零處在傳送帶的最左端),此時物體還在皮帶上#物體不會達(dá)到水平面ABC上,物體必將在皮帶和圓弧上來回運動

到與皮帶共速時的位移為 ,

故物體以速度u沖上圓弧,上升的高度為h

由機械能守恒可知,所以

然后再以u沖上皮帶,再次速度為零時

然后由零開始向右加速,恰好在D處時速度u

故每次物體都能達(dá)到的高度均為

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】向心力演示器如圖所示.轉(zhuǎn)動手柄1,可使變速塔輪23以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動.皮帶分別套在塔輪23上的不同圓盤上,可使兩個槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運動.小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供,球?qū)醢宓姆醋饔昧,通過橫臂的杠桿使彈簧測力套筒7下降,從而露出標(biāo)尺8,標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分格子的多少可以顯示出兩個球所受向心力的大。F(xiàn)將小球分別放在兩邊的槽內(nèi),為探究小球受到的向心力大小與角速度大小的關(guān)系,下列做法正確的是(  )

A. 在小球運動半徑相等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實驗

B. 在小球運動半徑相等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實驗

C. 在小球運動半徑不等的情況下,用質(zhì)量不同的鋼球做實驗

D. 在小球運動半徑不等的情況下,用質(zhì)量相同的鋼球做實驗

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示,有一個連接在電路中的平行板電容器,平行板間為真空,其電容為C,兩極板之間的距離為d,極板的面積為s,電源的電動勢為E, 靜電力常量為k,忽略邊緣效應(yīng).

(1)開關(guān)S閉合,電路達(dá)到穩(wěn)定, 求平行板電容器極板上所帶的電荷量。

(2)保持開關(guān)S閉合, 將一塊表面形狀以及大小和平行板電容器極板完全相同、厚度略小于d(可近似為d)的絕緣電介質(zhì)板插入平行板電容器兩極板之間,如圖2所示。已知:插入電介質(zhì)后的平行板電容器的電容,式中εr 為大于1的常數(shù)。求電介質(zhì)板插入平行板電容器的過程中,通過開關(guān)S的電量。并說明該電流的方向.

(3)電路在情境(1)的狀態(tài)下,斷開開關(guān)S,保持電容器的電荷量不變。有一塊厚度為d/2的導(dǎo)體板,其表面形狀大小和該平行板電容器的極板完全相同。在外力F的作用下,該導(dǎo)體板能夠沿著下極板的內(nèi)側(cè)緩慢地進(jìn)入到如圖3所示的位置。不計摩擦阻力.

a.求兩極板間P點的電場強度的大小E1;

b.在電場中,將單位體積內(nèi)所蘊藏的電場能量叫做能量密度,用we表示。已知,式中E為電場強度.求該導(dǎo)體板進(jìn)入電場的全過程中,外力F所做的功WF.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法不正確的是______

A. 物體的溫度為0℃時,物體的分子平均動能為零

B. 兩個分子在相互靠近的過程中其分子力逐漸增大,而分子勢能先減小后增大

C. 密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體,若溫度升高,則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大

D. 第二類永動機是不能制造出來的,盡管它不違反熱力學(xué)第一定律,但它違反熱力學(xué)第二定律

E. 一定質(zhì)量的理想氣體,如果在某個過程中溫度保持不變而吸收熱量,則在該過程中氣體的壓強一定增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑的水平面上有P、Q兩個豎直固定擋板,A、B是兩檔板連線的三等分點。A點處有一質(zhì)量為m2的靜止小球,緊貼P擋板的右側(cè)有一質(zhì)量為m1的等大小球以速度v0向右運動并與m2相碰。小球與小球、小球與擋板間的碰撞均為彈性正碰,兩小球均可視為質(zhì)點。求:

(1)兩小球m1m2第一次碰后的速度v1v2

(2)若兩小球之間的第二次碰撞恰好發(fā)生在B點,且m1<m2,求m1m2的可能比值。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側(cè)壁是絕熱的,底部導(dǎo)熱,內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的密閉活塞,活塞A導(dǎo)熱,活塞B絕熱,將缸內(nèi)理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分。初狀態(tài)整個裝置靜止不動且處于平衡狀態(tài),Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為l0,溫度為T0。設(shè)外界大氣壓強為p0保持不變,活塞橫截面積為S,且mg=p0S,環(huán)境溫度保持不變。在活塞A上逐漸添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于2m時,兩活塞在某位置重新處于平衡,求:

①活塞B向下移動的距離;

②接①問,現(xiàn)在若將活塞A用銷子固定,保持氣室Ⅰ的溫度不變,要使氣室Ⅱ中氣體的體積恢復(fù)原來的大小,則此時氣室Ⅱ內(nèi)氣體的溫度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】相距很近的一對帶等量異種電荷的平行金屬板,它們之間的電場除邊緣外,可看做是勻強電場,其電場線分布如圖所示.一個帶粒子只在電場力作用下沿圖中軌跡穿過該電場,則從a運動到d的過程中,下列說法正確的是(  )

A. 粒子的速度一定在增大

B. 粒子帶負(fù)電

C. 粒子在a點的電勢能大于d點電勢能

D. 粒子的加速度先變大再不變后變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,紙面內(nèi)電流大小相等的通電直導(dǎo)線ab平行放置,與導(dǎo)線垂直的虛線與導(dǎo)線交于AB,OAB的中點,下列說法正確的是( 。

A. ab間有相互的斥力

B. ABO點處的磁感應(yīng)強度最大

C. 若將一小磁針放在OB之間某處,小磁針N極受力垂直紙面向內(nèi)

D. 若將一小磁針放在A點左側(cè),小磁針N極受力垂直紙面向外

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線,其波速為l00m/s,下列說法中正確的是_____

A.圖示時刻質(zhì)點b的加速度正在減小

B.從圖示時刻開始,經(jīng)過0.03s,質(zhì)點a通過的路程為0.6m

C.從圖示時刻開姶,再經(jīng)過0.005s質(zhì)點b恰好到達(dá)波谷

D.若此波遇到另一波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,則該波所遇到的波的頻率為25Hz

E.若發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象,則該波所遇到的障礙物或孔的尺寸可能是3m

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