【題目】(19分)如圖所示,一固定斜面體,其斜邊與水平底邊的夾角,BC為一段光滑圓弧軌道,DE為半圓形光滑軌道,兩圓弧軌道均固定于豎直平面內(nèi),一滑板靜止在光滑的地面上,右端緊靠C點(diǎn),上表面所在平面與兩圓弧分別相切于C、D兩點(diǎn)。一物塊被輕放在斜面上F點(diǎn)由靜止釋放,物塊離開斜面后恰好在B點(diǎn)沿切線進(jìn)入BC段圓弧軌道,再經(jīng)C點(diǎn)滑上滑板,滑板運(yùn)動(dòng)到D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M=2m,DE半圓弧軌道BC圓弧軌道半徑為R,斜面體水平底邊與滑板上表面的高度,板長(zhǎng)l=6.5R,板左端到D點(diǎn)的距離L在范圍內(nèi)取值,F點(diǎn)距A點(diǎn)的距離s=12.5R,物塊與斜面、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,重力加速度g。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(結(jié)果用字母m、g、R、L表示)

(1)求物塊滑到A點(diǎn)的速度大小;

(2)求物塊滑到C點(diǎn)時(shí)所受圓弧軌道的支持力的大小;

(3)試討論物塊從滑上滑板到離開左端的過程中,克服摩擦力做的功Wf與L的關(guān)系;并判斷物塊能否滑到DE軌道的中點(diǎn)。

【答案】(1) (2) (3)當(dāng),,不能到中點(diǎn);當(dāng),,不能到中點(diǎn)。

【解析】

試題分析:(1)設(shè)物塊滑到A點(diǎn)的速度大小為,根據(jù)動(dòng)能定理有

2分)

解得 2分)

(2)設(shè)物塊滑到C點(diǎn)的速度大小為,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

(2分)

解得

根據(jù)牛頓第二定律

1分)

解得 (1分)

(3)物塊從C滑上滑板后開始勻減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑板開始勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊與滑板達(dá)共同速度時(shí),二者開始勻速運(yùn)動(dòng)。

由動(dòng)量守恒定律 (1分)

解得 (1分)

對(duì)物塊根據(jù)動(dòng)能定理有 (1分)

對(duì)滑板根據(jù)動(dòng)能定理有 (1分)

解得 (2分)

物塊相對(duì)滑板的位移 (1分)

即物塊與滑板在達(dá)到相同共同速度時(shí),物塊未離開滑板。

討論:

①當(dāng),物塊在滑板上一直勻減速運(yùn)動(dòng)至D,運(yùn)動(dòng)的位移為6.5R+L,克服摩擦力做的功

設(shè)滑上D點(diǎn)的速度為,根據(jù)動(dòng)能定理有

解得 2分)

所以物塊不可能滑到DE軌道的中點(diǎn)。

②當(dāng),物塊先勻減速運(yùn)動(dòng)8R,然后勻速運(yùn)動(dòng)L-2R,再勻減速運(yùn)動(dòng)0.5R,克服摩擦力做的功

設(shè)滑上D點(diǎn)的速度為,根據(jù)動(dòng)能定理有

解得

所以物塊不可能滑到DE軌道的中點(diǎn)。 2分)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖a所示是某品牌電熱飲水機(jī)的工作原理圖。該飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)溫控開S0自動(dòng)控制),其銘牌上所標(biāo)有的技術(shù)參數(shù)如下表所示。求:

(1)當(dāng)S0斷開時(shí),S閉合時(shí)飲水機(jī)處于______狀態(tài);當(dāng)S0、S都閉合時(shí)處于_______狀態(tài)。

(2)電阻R1和R2的阻值是多少?

(3)利用電路原有的元件,設(shè)計(jì)出另一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)加熱和保溫兩種工作狀態(tài)的電路(要求加熱狀態(tài)功率不能低于550W)。畫出設(shè)計(jì)電路圖并計(jì)算加熱時(shí)的總功率。

熱水箱容量

2L

額定電壓

220V

加熱總功率

550W

保溫總功率

50W

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法,通過歸類和比較,有助于掌握新知識(shí),提高學(xué)習(xí)效率。在類比過程中,既要找出共同之處,又要抓住不同之處。某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比,總結(jié)出下列內(nèi)容,其中不正確的是

A.機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系,對(duì)電磁波也適用

B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

C.機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì),而電磁波可以在真空中傳播

D.機(jī)械波既有橫波又有縱波,而電磁波只有縱波

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用多用電表的歐姆擋(×1kΩ)檢驗(yàn)性能良好的晶體二極管,發(fā)現(xiàn)多用電表的指針向右偏轉(zhuǎn)的角度很小,這說明( )

A. 二極管加有正向電壓,故測(cè)得電阻很小

B. 二極管加有反向電壓,故測(cè)得電阻很大

C. 此時(shí)紅表筆接的是二極管的正極

D. 此時(shí)紅表筆接的是二極管的負(fù)極

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于慣性,下列說法中正確的是(

A. 物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性 B. 物體運(yùn)動(dòng)速度大時(shí)慣性大

C. 質(zhì)量是慣性大小的唯一量度 D. 完全失重狀態(tài)的物體沒有慣性

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,放射性元素鐳衰變過程中釋放αβγ三種射線,分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說法中正確的是

A. ①表示γ射線,③表示α射線

B. ②表示β射線,③表示α射線

C. ④表示α射線,⑤表示γ射線

D. ⑤表示β射線,⑥表示α射線

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克建立量子力學(xué),彌補(bǔ)了牛頓力學(xué)的不足。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在足夠高的空間內(nèi),小球位于空心管的正上方h處,空心管長(zhǎng)為L,小球球心與管的軸線重合,并在豎直線上,小球可以穿過空心管,不計(jì)空氣阻力,則下列判斷正確的是(  )

A. 兩者均無初速度同時(shí)釋放,小球在空中不能穿過管

B. 兩者同時(shí)釋放,小球具有豎直向下的初速度v0,管無初速度,則小球一定能穿過管,且穿過管的時(shí)間與當(dāng)?shù)刂亓铀俣葻o關(guān)

C. 兩者同時(shí)釋放,小球具有豎直向下的初速度v0,管無初速度,則小球一定能穿過管,且穿過管的時(shí)間與當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔嘘P(guān)

D. 兩者均無初速度釋放,但小球提前了Δt時(shí)間釋放,則小球一定能穿過管,但穿過管的時(shí)間與當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔嘘P(guān)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一質(zhì)量為m的帶電小球,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,靜止時(shí)懸線與豎直方向成θ角.小球位于A點(diǎn),某時(shí)刻突然將細(xì)線剪斷,經(jīng)過時(shí)間t小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)(圖中未畫出)已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,重力加速度為g,求:

1)小球所帶的電荷量q;

2A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案