【題目】在豎直平面內(nèi),將光滑金屬桿OP彎成如圖所示形狀,PQ為一根與水平方向夾角為37°的粗糙直桿,兩根桿平滑連接。小環(huán)套在金屬桿上,并從x=0處以v0=5m/s的初速度沿桿運(yùn)動。已知直桿足夠長且小環(huán)與直桿間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5。g10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)小環(huán)運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí)的速度大小v;

(2)小環(huán)在直桿上運(yùn)動時(shí)的加速度大小a;

(3)以y=0處為零勢能面,求小環(huán)在直桿上運(yùn)動時(shí),動能和重力勢能相等的位置(只需求出y軸坐標(biāo))。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析:小環(huán)在OP桿上運(yùn)動時(shí),受重力和彈力作用,且只有重力做功,根據(jù)小環(huán)機(jī)械能守恒即可求出速度;對小環(huán)在直桿上的受力分析結(jié)合牛頓第二定律即可求出加速度;應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式和動能定理即可求出動能和重力勢能相等的位置。

(1)小環(huán)在OP桿上運(yùn)動時(shí),受重力和彈力作用,且只有重力做功。

小環(huán)機(jī)械能守恒,設(shè)y=0處為零勢能面,則

代入數(shù)據(jù),得vm/s

(2)小環(huán)在直桿上的受力如圖所示:

由牛頓定律:mgsin37°-fma

Nmgcos37° fμN(yùn)

代入數(shù)據(jù)可得:a=2m/s2

(3)設(shè)小環(huán)在y處,EkEp ,即

由勻加速運(yùn)動公式,v2v2=2aS

其中

代入數(shù)據(jù),可得

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】(11分)某同學(xué)為測定金屬絲的電阻率ρ,設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路,電路中ab是一段電阻率較大、粗細(xì)均勻的電阻絲,保護(hù)電阻R0=4.0Ω,電源的電動勢E=3.0V,電流表內(nèi)阻忽略不計(jì),滑片P與電阻絲始終接觸良好。

(1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測微器測得電阻絲的直徑如圖乙所示,其示數(shù)為d =________mm。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P的位置,分別測量出每次實(shí)驗(yàn)中aP長度x及對應(yīng)的電流值I,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:

x(m)

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

I(A)

0.49

0.43

0.38

0.33

0.31

0.28

(A-1)

2.04

2.33

2.63

3.03

3.23

3.57

①將表中數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙中,如圖丙所示。作出其關(guān)系圖線,圖象中直線的斜率的表達(dá)式k =_______(用題中字母表示),由圖線求得電阻絲的電阻率ρ =_______(保留兩位有效數(shù)字)。

②根據(jù)圖丙中關(guān)系圖線縱軸截距的物理意義,可求得電源的內(nèi)阻為r =______Ω(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】某實(shí)驗(yàn)小組做“探究加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的探究對象是鋁塊(質(zhì)量小于砂桶),裝置如圖甲所示,保持鋁塊的質(zhì)量m不變,通過在砂桶中添加砂來改變對鋁塊的拉力,每次釋放輕繩,由力傳感器可測得拉力的大小F,由紙帶上打出的點(diǎn)可算出對應(yīng)的加速度大小a,已知重力加速度為g,電源頻率為50Hz。

(1)該同學(xué)根據(jù)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示的一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,他標(biāo)注縱軸為加速度a,但忘記標(biāo)注橫軸,則該圖象的斜率為_______(用所給的字母表示);

(2)該實(shí)驗(yàn)小組還利用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)時(shí),讓砂桶從高處由靜止開始下落,在紙帶上打出一系列的點(diǎn),圖丙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶,0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖丙所示,已知鋁塊的質(zhì)量m=100g,砂桶和砂的質(zhì)量M=400g,g取10m/s2,則在打點(diǎn)0~5過程中系統(tǒng)動能的增加量△Ek=_______J,系統(tǒng)重力勢能的減少量△Ep=_______J.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,做爬行實(shí)驗(yàn)的小機(jī)器人沿四分之一圓弧形曲面,從底部OA爬行,受到水平向右恒定的風(fēng)力,恰以某一大小不變的速度爬行,則小機(jī)器從OA爬行的過程中

A. 受到的合外力大小不變

B. 摩擦力方向與運(yùn)動方向始終相反

C. 摩擦力先變大后變小

D. 曲面對小機(jī)器人的作用力大小不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,鄉(xiāng)村公路等級越來越高,但汽車超速問題也日益凸顯,為此些特殊路段都設(shè)立了各式減速帶.現(xiàn)有輛汽車發(fā)現(xiàn)前方有減速帶,開始減速,減至某一速度,開始勻速運(yùn)動,勻速通過減速帶,然后再加速到原來速度,總位移為80m.汽車行駛80m位移的v2x圖象如圖所示,其中v為汽車的行駛速度,x為汽車行駛的距離。求汽車通過80m位移的平均速度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量M=1kg,長為L=6m的長木板靜置于粗糙水平地面上,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1?梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的A、B兩物塊靜放在木板上,其所在位置恰把木塊的長度三等分,A、B質(zhì)量分別為m1=2kgm2=1kg,與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.3、μ2=0.5,現(xiàn)讓一水平恒力F作用在物塊A上,如圖所示。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g=10m/s2,

A. F=3N,木板受到B的摩擦力大小為3N

B. F=5N,物塊B受到的摩擦力大小為5N

C. F=10N,2s時(shí)物塊A將會從木板左端滑離

D. 無論力F多大,物體B一定不會從長木板的右端掉落

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的水平軌道左側(cè)b1b2﹣c1c2部分軌道間距為2L,右側(cè)c1c2﹣d1d2部分的軌道間距為L,曲線軌道與水平軌道相切于b1b2 , 所有軌道均光滑且電阻不計(jì).在水平軌道內(nèi)有斜向下與豎直方向成θ=37°的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1T.質(zhì)量為M=0.2kg的金屬棒B垂直于導(dǎo)軌靜止放置在右側(cè)窄軌道上,質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒A自曲線軌道上a1a2處由靜止釋放,兩金屬棒在運(yùn)動過程中始終相互平行且與導(dǎo)軌保持良好接觸,A棒總在寬軌上運(yùn)動,B棒總在窄軌上運(yùn)動.已知:兩金屬棒接入電路的有效電阻均為R=0.2Ω,h=0.2mL=0.2m,sin37°=0.6cos37°=0.8,g=10m/s2求:

1)金屬棒A滑到b1b2處時(shí)的速度大。

2)金屬棒B勻速運(yùn)動的速度大;

3)在兩棒整個(gè)的運(yùn)動過程中通過金屬棒A某截面的電量;

4)在兩棒整個(gè)的運(yùn)動過程中金屬棒A、B在水平導(dǎo)軌間掃過的面積之差.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,直線上有o、ab、c四點(diǎn),其中,在c點(diǎn)處固定點(diǎn)電荷Q.若一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下先經(jīng)o點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn),又從a點(diǎn)返回運(yùn)動到o點(diǎn),則

A. 點(diǎn)電荷Q帶正電

B. oa間與ab間的電勢差滿足

C. 粒子兩次經(jīng)過o點(diǎn)時(shí)的速率相同

D. 粒子經(jīng)過a、o點(diǎn)時(shí)加速度滿足

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩列簡諧橫波傳播速率相同,分別沿x軸負(fù)方向和正方向傳播,t0時(shí)刻兩列波的前端剛好分別傳播到A點(diǎn)和B點(diǎn),如圖所示,已知甲波的頻率為5Hz,求:

(i)t0時(shí)刻之前,平衡位置在x軸上C處的質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動的時(shí)間;

ⅱ)以t0時(shí)刻為記時(shí)零點(diǎn),在之后的0.9s內(nèi),x=0處的質(zhì)點(diǎn)位移為+6cm的時(shí)刻。

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