(17分)如圖所示,半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O的連線(xiàn)與水平方向間的夾角θ=37°,另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)。C點(diǎn)右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點(diǎn)靜止放置一木板,木板質(zhì)量M=1kg,上表面與C點(diǎn)等高。質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中A點(diǎn)以v0=1.2m/s的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線(xiàn)方向進(jìn)入軌道。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,取g=10m/s2。求:
(1)物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度vC;
(2)若木板足夠長(zhǎng),物塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q。
(1)(2)
解析試題分析:(1)設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為,在C點(diǎn)的速度為,從A到B物體做平拋運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn)根據(jù)速度的合成有
從B到C,根據(jù)動(dòng)能定理有:
綜上解得:
(2)物塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中由于摩擦力作用,最終將一起共同運(yùn)動(dòng)。設(shè)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)物體加速度為a1,木板加速度為a2,經(jīng)過(guò)時(shí)間t達(dá)到共同運(yùn)動(dòng)速度為v,則:
物塊在滑動(dòng)摩擦力作用下勻減速
木板在滑動(dòng)摩擦力作用下勻加速
二者速度相等之后由于地面光滑,將一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
根據(jù)能量守恒定律有:
聯(lián)立解得:
考點(diǎn):平拋運(yùn)動(dòng) 動(dòng)能定理 功能關(guān)系
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
)一絕緣“?”形桿由兩段相互平行的足夠長(zhǎng)的水平直桿PQ、MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成,固定在豎直平面內(nèi),其中MN桿是光滑的,PQ桿是粗糙的.現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上,小環(huán)所受的電場(chǎng)力為重力的.
(1)若將小環(huán)由D點(diǎn)靜止釋放,則剛好能到達(dá)P點(diǎn),求DM間的距離;
(2)若將小環(huán)由M點(diǎn)右側(cè)5R處?kù)o止釋放,設(shè)小環(huán)與PQ桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(19分)如圖所示,以A、B和C、D為斷點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi),一滑板靜止在光滑的地面上,左端緊靠B點(diǎn),上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、C兩點(diǎn),一物塊(視為質(zhì)點(diǎn))被輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上E點(diǎn),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)剛好與傳送帶速度相同,然后經(jīng)A點(diǎn)沿半圓軌道滑下,再經(jīng)B點(diǎn)滑上滑板,滑板運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)被牢固粘連。物塊可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為m,滑板質(zhì)量為M=2m,兩半圓半徑均為R,板長(zhǎng)l=6.5R,板右端到C點(diǎn)的距離L在R<L<5R范圍內(nèi)取值,E點(diǎn)距A點(diǎn)的距離s=5R,物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,重力加速度g已知。
(1)求物塊滑到B點(diǎn)的速度大。
(2)求物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓軌道的壓力;
(3)試討論物塊從滑上滑板到離開(kāi)右端的過(guò)程中,克服摩擦力做的功與L的關(guān)系.并判斷物塊能否滑到CD軌道的中點(diǎn)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(15分)如圖所示,兩帶有等量異種電荷的平行金屬板M、N豎直放置,兩板間的距離d=0.4m,現(xiàn)將一質(zhì)量m=1.0×10-2kg、電荷量q=+4×10-5C的帶電小球從兩極板上方A點(diǎn),以v0=2m/s的初速度水平拋出,A點(diǎn)距離兩板上端的高度h=0.2m,之后小球恰從M板頂端位置無(wú)碰擦地進(jìn)入板間,做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),直至打在N板上的B點(diǎn),設(shè)空氣阻力不計(jì),g=10m/s2,勻強(qiáng)電場(chǎng)只存在于M、N之間,求:
⑴小球進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向;
⑵兩極板間的電勢(shì)差U;
⑶小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(本題8分)如圖所示,為一傳送裝置,其中AB段粗糙,AB段長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.2 m,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.6,BC、DEN段均可視為光滑,且BC的始、末端均水平,具有h=0.1 m的高度差,DEN是半徑為r=0.4 m的半圓形軌道,其直徑DN沿豎直方向,C位于DN豎直線(xiàn)上,CD間的距離恰能讓小球自由通過(guò).在左端豎直墻上固定一輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,小球質(zhì)量m=0.2 kg,壓縮輕質(zhì)彈簧至A點(diǎn)后由靜止釋放(小球和彈簧不粘連),小球剛好能沿DEN軌道滑下.求:
(1)小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的速度;
(2)壓縮的彈簧所具有的彈性勢(shì)能.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(14分)據(jù)報(bào)道:2012年10月14日,奧地利男子費(fèi)利克斯·鮑姆加特納在美國(guó)新墨西哥州東南部羅斯韋爾地區(qū)成功完成高空極限跳傘,從3.9萬(wàn)米高度起自由落體,創(chuàng)下紀(jì)錄;時(shí)速達(dá)到約1342公里,成為不乘坐噴氣式飛機(jī)或航天飛行器而超音速飛行的世界第一人.
(1)設(shè)定鮑姆加特納連同裝備總質(zhì)量為,從距地高H處由靜止開(kāi)始豎直下落時(shí)達(dá)到最大速度,打開(kāi)降落傘后,到達(dá)地面時(shí)速度可忽略不計(jì),設(shè)定他下落整個(gè)過(guò)程中各處重力加速度都為.求:
①鮑姆加特納連同裝備從開(kāi)始下落至到達(dá)地面的過(guò)程中,損失的機(jī)械能;
②由靜止開(kāi)始下落達(dá)到最大速度的過(guò)程中,克服阻力所做的功.
(2)實(shí)際上重力加速度與距地面高度有關(guān),設(shè)定地面重力加速度數(shù)值為,地球半徑R="6400" km,求距地高度處的重力加速度數(shù)值.(保留三位有效數(shù)字,不考慮地球自轉(zhuǎn)影響)
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如圖甲所示,一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和光滑圓軌道DCE組成,AD與DCE相切于D點(diǎn),C為圓軌道的最低點(diǎn),將一小物塊置于軌道ADC上離地面高為H處由靜止下滑,用力傳感器測(cè)出其經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力N,改變H的大小,可測(cè)出相應(yīng)的N的大小,N隨H的變化關(guān)系如圖乙折線(xiàn)PQI所示(PQ與QI兩直線(xiàn)相連接于Q點(diǎn)),QI反向延長(zhǎng)交縱軸于F點(diǎn)(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小物塊的質(zhì)量m;
(2)小物塊與斜面AD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
2007年10月24日,我國(guó)成功地發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星。衛(wèi)星進(jìn)入地球軌道后還需要對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行10次點(diǎn)火控制。前4次點(diǎn)火,讓衛(wèi)星不斷變軌加速,當(dāng)衛(wèi)星加速到的速度時(shí)進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道向月球飛去。后6次點(diǎn)火的主要作用是修正飛行方向和被月球捕獲時(shí)的緊急剎車(chē),最終把衛(wèi)星送入離月面h=200km高的工作軌道(可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng))。已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍,,衛(wèi)星質(zhì)量為2350kg,地球表面重力加速度,引力恒量。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)求:
(1)地球的質(zhì)量。
(2)衛(wèi)星從離開(kāi)地球軌道進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道最終穩(wěn)定在離月球表面h=200km的工作軌道上外力對(duì)它做了多少功?(忽略地球自轉(zhuǎn)及月球繞地球公轉(zhuǎn)的影響)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(16分)如圖,水平桌面固定著光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑連接,設(shè)物塊通過(guò)銜接處時(shí)速率沒(méi)有改變。質(zhì)量m1=0.40kg的物塊A從斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m處下滑,并與放在水平木板左端的質(zhì)量m2=0.20kg的物塊B相碰,相碰后物塊B滑行x=4.0m到木板的C點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng),物塊A滑到木板的D點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)。已知物塊B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20,重力加速度g=10m/s2 ,求:
(1) 物塊A沿斜槽滑下與物塊B碰撞前瞬間的速度大小;
(2) 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物塊B做的功;
(3) 物塊A與物塊B碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能。
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