【題目】如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛質量為M=2kg的小車,小車左端靠在豎直墻壁上,其左側半徑為R=5m的四分之一圓弧軌道AB是光滑的,軌道最低點B與水平軌道BC相切相連,水平軌道BC長為3m,物塊與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,整個軌道處于同一豎直平面內。現(xiàn)將質量為m=1kg的物塊(可視為質點)從圓弧上無初速度釋放,取重力加速度為g=10m/s2,則:

(1)若釋放點在A點,求物塊下滑至圓弧軌道最低點B時的速度大小vB

(2)若物塊最終從C端離開小車,求此過程中產(chǎn)生的熱量Q;

(3)若改變物塊釋放點,可使小車最終獲得的動能最大,求此最大動能Ek.

【答案】(1) 10m/s (2) 12J (3) 4J

【解析】(1)物塊下滑至圓弧軌道最低點B根據(jù)動能定理得

mgR=mvB2

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得vB=10m/s.

(2)此過程中,相對位移為板長,則

摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgL

Q =0.4×10×3J=12J.

(3)分析可知,只有相對滑行階段小車方可加速,x=a2t2,

對小車由動能定理Wf=μmga2t2=Ek

只有t最大,小車獲得動能才最大。

vt圖象可知,滑塊滑到小車右端時恰好與小車共速,相對運動的時間最長。

設滑塊到B點的速度為v,滑到右端時共同速度為v,小車加速時間為t,則有:

對物塊由牛頓第二定律有:μmg=ma1

解得a1=4m/s2.

對小車,根據(jù)牛頓第二定律得μmg=Ma2

代入數(shù)據(jù)解得a2=2m/s2

x=L= (v+v)tvt

v-a1t= v=a2 t

代入數(shù)據(jù)解得t=1sv=6m/s.

Ek=M(a2t)2

代入數(shù)據(jù)解得Ek=4J

練習冊系列答案
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【題目】如圖,在一豎直平面內,BCDF段是半徑為R的圓弧擋板,AB段為直線型擋板(長為),兩者在B點相切, =37°,C、F兩點與圓心等高,D在圓弧形擋板的最低點,所有接觸面均光滑,絕緣擋板處于水平方向場強為的勻強電場中,F(xiàn)將帶電量為+q,質量為m的小球從擋板內側的A點由靜止釋放,小球沿擋板內側ABCDF運動到F點后拋出,在這段運動過程中,下列說法正確的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

A. 勻強電場的場強大小可能是

B. 小球運動到D點時動能一定不是最大

C. 小球機械能增加量的最大值是

D. 小球從BD運動過程中,動能的增量為

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【題目】甲、乙兩球質量分別為,從同一地點足夠高同時靜止釋放。兩球下落過程中所受空氣阻力大小f僅與球的速率v成正比,與球的質量無關,即f=kvk為正的常量。兩球的v-t圖像如圖所示,落地前,經(jīng)時間兩球的速度都已達到各自的穩(wěn)定值。則下列判斷正確的是

A釋放瞬間甲球加速度較大

B

C甲球質量大于乙球

D時間內,兩球下落的高度相等

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【題目】某同學把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上,將細繩一端拴在小車上,另一端繞過定滑輪,掛上適當?shù)你^碼,使小車在鉤碼的牽引下運動,以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關系.此外還準備了打點計時器及配套的電、刻度尺、小車、鉤碼、導線、復寫紙、紙帶、小木塊等。組裝的實驗裝置如圖所示。

1)若要完成該實驗,還需要的一個的實驗器材是____________________________。

2)實驗開始時,他先調節(jié)木板上定滑輪的高度,使牽引小車的細繩與木板平行.他這樣做的目的是下列的哪個________(填字母代號)。

A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動

B.可使打點計時器在紙帶上打出的點跡清晰

C.可以保證小車最終能夠實現(xiàn)勻速直線運動

D.可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力

3)他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力做的功,經(jīng)多次實驗發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些.這一情況可能是下列哪些原因造成的________(填字母代號)。

A.在接通電的同時釋放了小車

B.小車釋放時離打點計時器太近

C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉

D.鉤碼做勻加速運動,鉤碼重力大于細繩拉力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】空間中存在水平向右的勻強電場,場強大小為E,一帶電荷量為+q、質量為m的粒子,在P點以向上初速度v0開始運動,該粒子運動到圖中Q點時受到方向與P點時的方向偏轉了45°,若保持粒子在P點時的速度不變,而將勻強電場換成方向垂直于紙面向外的勻強磁場,在此磁場力的作用下粒子也由P點運動到Q點,不計重力.求

1P、Q間的距離l為多少?

2)勻強磁場的磁感應強度為多少?

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【題目】如圖所示,細繩長為L,掛一個質量為m的小球,球離地的高度h=2L,當繩受到大小為2mg的拉力時就會斷裂,繩的上端系一質量不計的環(huán),環(huán)套在光滑水平桿上,現(xiàn)讓環(huán)與球一起以速度v=向右運動,在A處環(huán)被擋住而立即停止,A離墻的水平距離也為L,球在以后的運動過程中,球第一次碰撞點離墻角B點的距離ΔH(不計空氣阻力):(  )

A. ΔH=L/2 B. ΔH=5L/3 C. ΔH=2L/3 D. ΔH=3L/2

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【題目】某同學用如下圖所示的實驗裝置研究小車在斜面上的運動,實驗步驟的內容如下:

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:x1、x2、x3、…、x6

d.通過測量和計算,該同學判斷出小車沿平板做加速直線運動;

e.分別計算出x1、x2、x3、…、x6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,畫出-t圖線.

結合上述實驗步驟,請你完成下列任務:

(1)實驗中,除打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外,在下面的儀器和器材中,必須使用的還有________________.(填選項代號)

A.電壓合適的50 Hz交流電源

B.電壓可調的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平 

F.重錘

(2)將最小刻度為1 mm的刻度尺的0刻度線與0計數(shù)點對齊,0、1、2、5計數(shù)點所在位置如下圖所示,則x2________cm,x5__________ cm.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩豎直平行邊界ABCD間的整個區(qū)域有豎直向上的勻強電場(圖中未畫出),O、P點分別是邊界AB、CD上的兩點,且OPCD,在CD的右側有一與CD相切于M點的圓形區(qū)域,整個圓形區(qū)域內有勻強磁場,磁場方向垂直于紙面(圖中未畫出)一帶正電粒子從O點以大小為的初速度沿OP方向射入該電場后,從M點進入圓形磁場區(qū)域,經(jīng)磁場偏轉后從CD邊界上的N點垂直于CD邊界回到電場區(qū)域,并恰能返回到O點,已知O、P兩點間距離為d,M、P兩點間距離為.粒子質量為m、電荷量為q,粒子重力和空氣阻力均不計,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:

電場強度E的大。

粒子到達M點時速度的大。

磁感應強度B的大小和粒子在勻強磁場中運動時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有關電流的下列說法正確的是

A. 因為電流有方向,因而電流是矢量

B. I=q/t知,Iq成正比,與通電時間成反比

C. 金屬導體里面電流的方向和自由電子定向移動的方向相同

D. 單位時間內通過導體橫截面的電量越多,導體中的電流越大

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