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PQI所示(PQ與QI兩直線相連接于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
(15分)如圖所示,是某公園設(shè)計(jì)的一種驚險(xiǎn)刺激的娛樂(lè)設(shè)施,軌道CD部分粗糙,μ=0.1,其余均光滑。第一個(gè)圓管軌道的半徑R=4m,第二個(gè)圓管軌道的半徑r=3.6m。一挑戰(zhàn)者質(zhì)量m=60kg,沿斜面軌道滑下,滑入第一個(gè)圓管形軌道(假設(shè)轉(zhuǎn)折處無(wú)能量損失),挑戰(zhàn)者到達(dá)A、B兩處最高點(diǎn)時(shí)剛好對(duì)管壁無(wú)壓力,然后從平臺(tái)上飛入水池內(nèi),水面離軌道的距離h=1m。g取10 m/s2,管的內(nèi)徑忽略不計(jì),人可視為質(zhì)點(diǎn)。
求:(1)挑戰(zhàn)者若能完成上述過(guò)程,則他應(yīng)從離水平軌道多高的地方開(kāi)始下滑?(2)CD部分的長(zhǎng)度是多少?(3)挑戰(zhàn)者入水時(shí)速度的大小和方向?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑R=0.40m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E="1." 0×104N/C。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離s=1.0m的位置,由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí),速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷量q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:
(1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大;
(2)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大。
(3)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力和摩擦力對(duì)帶電體所做的功各是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(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。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一,物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能,轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān),為了研究砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系,某同學(xué)采用了下述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究:先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn),測(cè)得其角速度ω,然后讓砂輪脫離動(dòng)力,由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功,砂輪最后停下,測(cè)出砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n,通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組ω和n如下表所示:
ω/rad?s-1 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n | 5.0 | 20 | 80 | 180 | 320 |
Ek/J | | | | | |
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如圖所示為兩組平行金屬板,一組豎直放置,一組水平放置,今有一質(zhì)量為m、電量為q的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點(diǎn),經(jīng)電壓U0加速后通過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間,若電子從兩塊水平平行板的正中間射入,且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板穿出,A、B分別為兩塊豎直板的中點(diǎn),求:
(1)電子通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)右側(cè)平行金屬板的長(zhǎng)度;
(3)電子穿出右側(cè)平行金屬板時(shí)的動(dòng)能。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖為光滑且處于同一豎直平面內(nèi)兩條軌道,其中ABC的末端水平,DEF是半徑為r=0.4m的半圓形軌道,其直徑DF沿豎直方向,C、D可看作重合.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道ABC上距C點(diǎn)高為H的地方由靜止釋放(取g=10m/s2).
(1)若要使小球經(jīng)C處水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運(yùn)動(dòng),H至少要有多高?
(2)若小球靜止釋放處離C點(diǎn)的高度h小于(1)中H的最小值,小球可擊中與圓心等高的E點(diǎn),求h.
(3)若小球自H=0.3m處?kù)o止釋放,求小球到達(dá)F點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi)、管口B、C的連線是水平直徑,現(xiàn)有一帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落,A、B兩點(diǎn)間距離為4R,從小球進(jìn)入管口開(kāi)始,整個(gè)空間中突然加上一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力在豎直向上的分力大小與重力大小相等,結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后,其運(yùn)動(dòng)軌跡最后經(jīng)過(guò)A點(diǎn),設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中帶電量沒(méi)有改變,重力加速度為g,求:
(1)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度大;
(2)小球受到的電場(chǎng)力的大小和方向;
(3)小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
在半徑R=5 000 km的某星球表面,宇航員做了如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成,將質(zhì)量m=0.2 kg的小球,從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止滑下,用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F,改變H的大小,可測(cè)出相應(yīng)的F大小,F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示.求:
(1)圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度.
(2)該星球的第一宇宙速度.
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