【題目】如圖所示,光滑的水平面上有一質(zhì)量M=9kg的木板,其右端恰好和 光滑固定網(wǎng)弧軌道AB的底端等高對接(木板的水平上表面與圓弧軌道相切),木板右端放有一質(zhì)量m0=2kg的物體C(可視為質(zhì)點(diǎn)),已知圓弧軌道半徑R=0.9m.現(xiàn)將一質(zhì)量m=4kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),由軌道頂端A點(diǎn)無初速釋放,滑塊滑到B端后沖上木板,并與木板右端的物體C粘在一起沿木板向左滑行,最后恰好不從木板左端滑出.已知滑塊與木板上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.25,物體C與木板上表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1.取g=10m/s2 . 求:
(1)滑塊到達(dá)圓弧的B端時(shí),軌道對它的支持力大小FN .
(2)木板的長度l.
【答案】
(1)
解:滑塊從A端下滑到B端,由機(jī)械能守恒得:
mgR=
得: = = m/s
在B點(diǎn),由牛頓第二定律得:FN﹣mg=m
解得軌道對滑塊的支持力為:FN=3 mg=3×4×10=120 N
由牛頓第三定律可知,滑塊對軌道的壓力為120 N
(2)
解:滑塊滑上木板后,滑塊與木板右側(cè)的物體C發(fā)生碰撞,以向左為正方向,設(shè)碰撞后共同的速度為v1,則:
mv0=(m+m0)v1
代入數(shù)據(jù)得: m/s
對滑塊、物塊C以及木板,三者組成的系統(tǒng)沿水平方向的動(dòng)量守恒,設(shè)末速度為v2,由動(dòng)量守恒有:
(m+m0)v1=(m+m0+M)v2,
由能的轉(zhuǎn)化和守恒得:(μ1m+μ2m0)gl=
代入數(shù)據(jù)得:l=1.2m
【解析】(1)根據(jù)機(jī)械能守恒求出小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度,根據(jù)牛頓第二定律求出軌道對它的支持力.(2)滑塊滑上木板后,木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng),滑塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng),若兩者速度相等時(shí),一起做勻速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,求出速度相等時(shí)的共同速度,由能量守恒定律對系統(tǒng)研究列式,求出木板的長度l.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用功能關(guān)系和動(dòng)量守恒定律的相關(guān)知識可以得到問題的答案,需要掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1;動(dòng)量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置,當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后,能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電,試分析其工作原理及各電容和電感的作用.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一長為l=1m的輕繩,一端穿在過O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上,另一端固定一質(zhì)量為m的小球,整個(gè)裝置繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).給系統(tǒng)輸入能量,使小球通過最高點(diǎn)的速度不斷加快,通過傳感器測得小球通過最高點(diǎn)時(shí),繩對小球的拉力F與小球在最高點(diǎn)動(dòng)能Ek的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度為g,不考慮摩擦和空氣阻力,請分析并回答以下問題:
(1)若要小球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng),對小球過最高點(diǎn)的速度有何要求?(用題中給出的字母表示).
(2)請根據(jù)題目及圖象中的條件求出小球質(zhì)量m的值.(g取10m/s2)
(3)求小球從圖中a點(diǎn)所示狀態(tài)到圖中b點(diǎn)所示狀態(tài)的過程中,外界對此系統(tǒng)做的功.
(4)當(dāng)小球達(dá)到圖乙中b點(diǎn)所示狀態(tài)時(shí),立刻停止能量輸入.之后的運(yùn)動(dòng)過程中,在繩中拉力達(dá)到最大值的位置,輕繩繃斷,求繃斷瞬間繩中拉力的大。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,則此交流電的頻率是 Hz;若將該電壓加在一阻值為1kΩ的純電阻用電器上,用電器恰能正常工作,為避免意外事故的發(fā)生,電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不能低于 A。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,重錘質(zhì)量m=0.1kg,查出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2
(1)請將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:
將紙帶固定在重錘上,讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,用手提著紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處;(選填“先接通電源,再松開紙帶”或“先松開紙帶,再接通電源”),讓重物自由下落.
(2)正確地選出紙帶,測得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖所示,相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為s,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí),重物的速度vB=m/s,從起始點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中重力勢能減少量是△EP=J,此過程中重物動(dòng)能的增加量△Ek= . (以上兩空保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我國家庭照明電路的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律為u=311sin100πt(V)。下列說法中正確的是( )
A.標(biāo)有“輸入電壓100V~240V、50Hz”旅行充電器接在該交流電上可以正常工作
B.標(biāo)有“輸入電壓100V~240V、100Hz”旅行充電器接在該交流電上可以正常工作
C.該交流電只能給標(biāo)有311V的用電器供電
D.該交流電給用某電器供電與用311V的穩(wěn)恒直流電給該用電器供電,效果相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于日光燈的發(fā)光實(shí)質(zhì),下列說法中正確的有( 。
A.由于燈管兩端的燈絲在熾熱狀態(tài)下發(fā)光,后經(jīng)燈管壁多次反射和透射傳到周圍空間
B.在鎮(zhèn)流器的高電壓作用下,燈管內(nèi)氣體被電離成為導(dǎo)體,形成大電流,使氣體處于熾熱狀態(tài)而發(fā)光
C.日光燈發(fā)出的其實(shí)就是紫外線
D.日光燈發(fā)出的光,實(shí)質(zhì)上是紫外線激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,在小球接觸彈簧并將彈簧壓縮到最短的過程中,下列關(guān)于能量的敘述中正確的是( )
A.重力勢能和動(dòng)能之和減小
B.重力勢能和彈性勢能之和總保持不變
C.動(dòng)能和彈性勢能之和總保持不變
D.重力勢能、彈性勢能和動(dòng)能之和總保持不變
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