【題目】如圖所示,x軸與水平傳送帶重合,坐標(biāo)原點(diǎn)O在傳送帶的左端,傳送帶長(zhǎng)L=8m,傳送帶右端Q點(diǎn)和豎直光滑圓軌道的圓心在同一豎直線上,皮帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0=5m/s。一質(zhì)量m=1kg的小物塊輕輕放在傳送帶上xP=2m的P點(diǎn),小物塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后恰好能沖上光滑圓弧軌道的最高點(diǎn)N點(diǎn)。小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)N點(diǎn)的縱坐標(biāo);
(2)從P點(diǎn)到Q點(diǎn),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量;
(3)若將小物塊輕放在傳送帶上的某些位置,小物塊均能沿光滑圓弧軌道運(yùn)動(dòng)(小物塊始終在圓弧軌道運(yùn)動(dòng)不脫軌)到達(dá)縱坐標(biāo)yM=0.25m的M點(diǎn),求這些位置的橫坐標(biāo)范圍。
【答案】(1)yN=1m;(2)7m≤x≤7 .5m和0≤x≤5 .5m
【解析】
試題可先求出P到Q過(guò)程的加速度,在根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解出Q點(diǎn)的速度;在N點(diǎn),重力恰好提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式可求出半徑,求出摩擦力和相對(duì)位移可根據(jù)Q=f△S求出熱量.當(dāng)物塊能到達(dá)N點(diǎn)時(shí)不會(huì)脫離軌道,若能到達(dá)的高度超過(guò)半徑又沒(méi)到達(dá)N點(diǎn)則會(huì)脫離軌道,若能到達(dá)高度不超過(guò)半徑則不會(huì)脫離軌道,可根據(jù)能量守恒求出對(duì)應(yīng)的位移,從而求出坐標(biāo);
小物塊在傳送帶上的加速度
小物塊與傳送帶共速時(shí),所用的時(shí)間
運(yùn)動(dòng)的位移
故有:
由機(jī)械能守恒定律得,解得
(2)小物塊在傳送帶上相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移
產(chǎn)生的熱量
(3)設(shè)在坐標(biāo)為x1處將小物塊輕放在傳送帶上,若剛能到達(dá)圓心右側(cè)的M點(diǎn),由能量守恒得:
μmg(L-x1)=mgyM
代入數(shù)據(jù)解得x1=7.5 m
μmg(L-x2)=mgyN
代入數(shù)據(jù)解得x2=7 m
若剛能到達(dá)圓心左側(cè)的M點(diǎn),由(1)可知x3=5.5 m
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】已知真空中的兩個(gè)自由點(diǎn)電荷A和B,QA=9Q,QB=-4Q,相距L如圖所示。若在直線AB上放一自由電荷C,讓A、B、C都處于平衡狀態(tài),則C帶__(正電或負(fù)電),應(yīng)放置在___,所帶電量______.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】輕桿的一端固定有質(zhì)量m=1kg的小球,另一端安裝水平軸上,轉(zhuǎn)軸到小球的距離為5cm。轉(zhuǎn)軸固定在質(zhì)量為M=4kg的三角形的帶電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)沒(méi)有畫(huà)出來(lái))的支架上。在電動(dòng)機(jī)的作用下,輕桿在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示。若轉(zhuǎn)軸達(dá)到某一恒定轉(zhuǎn)速n時(shí),在最高點(diǎn),桿受到小球的壓力為2N,重力加速度g=10m/s2,則()
A.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),小球需要的向心力為12N
B.小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),地面對(duì)M的支持力為42N
C.小球運(yùn)動(dòng)到圖示水平位置時(shí),地面受到的摩擦力為8N,方向水平向右
D.把桿換成輕繩,同樣轉(zhuǎn)速的情況下,小球不能通過(guò)圖示的最高點(diǎn)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN,當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng).則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是( )
A.向右勻速運(yùn)動(dòng)
B.向右減速運(yùn)動(dòng)
C.向左加速運(yùn)動(dòng)
D.向左減速運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,豎直光滑桿固定不動(dòng),套在桿上的彈簧下端固定,將套在桿上的滑塊向下壓縮彈簧至離地高度h=0.1m處,滑塊與彈簧不拴接。現(xiàn)由靜止釋放滑塊,通過(guò)傳感器測(cè)量到滑塊的速度和離地高度h并作出滑塊的Ek﹣h圖象,其中高度從0.2m上升到0.35m范圍內(nèi)圖象為直線,其余部分為曲線,以地面為零勢(shì)能面,取g=10m/s2,由圖象可知( 。
A.小滑塊的質(zhì)量為0.2kgB.輕彈簧原長(zhǎng)為0.2m
C.彈簧最大彈性勢(shì)能為0.32JD.小滑塊的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和最小為0.38J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】中國(guó)的面食文化博大精深,種類繁多,其中“山西刀削面”堪稱天下一絕,傳統(tǒng)的操作手法是一手托面,一手拿刀,直接將面削到開(kāi)水鍋里。如圖所示,小面圈剛被削離時(shí)距開(kāi)水鍋的高度為h,與鍋沿的水平距離為L,鍋的半徑也為L,將削出的小面圈的運(yùn)動(dòng)視為平拋運(yùn)動(dòng),且小面圈都落入鍋中,重力加速度為g,則下列關(guān)于所有小面圈在空中運(yùn)動(dòng)的描述錯(cuò)誤的是( 。
A.運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相同
B.速度的變化量都相同
C.落入鍋中時(shí),最大速度是最小速度的3倍
D.若初速度為v0,則
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“研究小球做平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過(guò)程中,斜槽末端切線必須是水平的,這樣做的目的是_____。
A.保證小球飛出時(shí),速度既不太大,也不太小
B.保證小球飛出時(shí),初速度水平
C.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等
D.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線
(2)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中,引起實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大的原因可能是_________。
①安裝斜槽時(shí),斜槽末端切線方向不水平
②確定軸時(shí),沒(méi)有用重垂線
③斜槽不是絕對(duì)光滑的,有一定摩擦
④空氣阻力對(duì)小球運(yùn)動(dòng)有較大影響
A.①③ B.①②④ C.③④ D.②④
(3)該同學(xué)采用頻閃照相機(jī)拍攝到如圖所示的小球做平拋運(yùn)動(dòng)的照片,圖中背景方格的邊長(zhǎng)為,是攝下的三個(gè)小球位置,如果取,那么照相機(jī)拍攝時(shí)每_________曝光一次;小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度的大小為_________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的裝置,兩根完全相同水平平行長(zhǎng)圓柱上放一均勻木板,木板的重心與兩圓柱等距,其中圓柱的半徑 r=2cm,木板質(zhì)量 m=5kg,木板與圓柱間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.2,兩圓柱以角速度 ω=40rad/s繞軸線作相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)施加一過(guò)木板重心且平行圓柱軸線的水平拉力 F 于木板上,使其以速度 v=0.6m/s 沿圓柱表面做勻速運(yùn)動(dòng).取 g=10m/s .下列說(shuō)法中正確的是
A. 木板勻速時(shí),每根圓柱所受摩擦力大小為5N
B. 木板勻速時(shí),此時(shí)水平拉力 F=6N
C. 木板移動(dòng)距離 x=0.5m,則拉力所做的功為5J
D. 撤去拉力F之后,木板做勻減速運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于如圖d、b. C、d所示的四種圓周運(yùn)動(dòng)模型,說(shuō)法正確的是
A. 如圖a所示,汽車(chē)安全通過(guò)供橋最高點(diǎn)時(shí),車(chē)對(duì)橋面的壓力大于車(chē)的重力
B. 如圖b所示,在固定圓錐筒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球,受重力、彈力和向心力
C. 如圖c所示,輕質(zhì)細(xì)桿一端固定一小球,繞另端0在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)小球所受合力可能為零
D. 如圖d所示,火車(chē)以規(guī)定速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道,向心力由火車(chē)所受重力和支持力的合力提供
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