15.如圖所示,從A點以v0=4m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點),當物塊運動至B點時,恰好沿切線方向進入光滑圓弧軌道BC,經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點等高、靜止在粗糙水平面的長木板上,圓弧軌道C端切線水平.已知長木板的質(zhì)量M=4kg,A、B兩點距C點的高度分別為H=0.6m,h=0.15m,R=0.75m,物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,g=10m/s2.求:

(1)小物塊滑動至C點時,對圓弧軌道C點的壓力;
(2)長木板至少為多長,才能保證小物塊不滑出長木板?

分析 (1)根據(jù)動能定理求出物塊到達C點的速度,結(jié)合牛頓第二定理求出軌道C點對物塊的支持力,從而得出物塊對C點的壓力.
(2)當物塊在木板上滑動時,通過物塊與木板間的摩擦力和地面對木板的最大靜摩擦力比較,判斷木板處于靜止狀態(tài),結(jié)合速度位移公式求出長木板的至少長度.

解答 解:(1)從A至C點,由動能定理得,$mgH=\frac{1}{2}m{{v}_{2}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$    ①
設(shè)C點受到的支持力為FN,則有:${F}_{N}-mg=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{R}$,
由①式代入數(shù)據(jù)解得${v}_{2}=2\sqrt{7}$m/s,F(xiàn)N=47.3N,
根據(jù)牛頓第三定理可知,物塊m對圓弧軌道C點的壓力為47.3N.
(2)由題意可知,小物塊m對長木板的摩擦力f=μ1mg=0.5×10N=5N,
木板與地面間的最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力f′=μ2(M+m)g=0.2×50N=10N,
因為f<f′,所以小物塊在長木板上滑動時,長木板靜止不動,
小物塊在長木板上做勻減速直線運動,到長木板右端時速度剛好為零,
則長木板長度的至少為:l=$\frac{{{v}_{2}}^{2}}{2a}=\frac{{{v}_{2}}^{2}}{2{μ}_{1}g}=\frac{28}{2×5}m=2.8m$.
答:(1)小物塊滑動至C點時,對圓弧軌道C點的壓力為47.3N.
(2)長木板至少為2.8m,才能保證小物塊不滑出長木板.

點評 本題考查了動能定理、牛頓第二定律和運動學(xué)公式的綜合運用,對于第二問,判斷長木板是否運動是解決本題的關(guān)鍵.

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6.如圖所示,甲是一列橫波在某一時刻的波動圖象,乙是在x=6m處的質(zhì)點從該時刻開始計時的振動圖象,a、b是介質(zhì)中兩個質(zhì)點,下列說法正確的是( 。
A.這列波沿x軸的負方向傳播B.這列波的波速是4 m/s
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3.如圖甲所示是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,A為交流電流表,線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示,則(  )
A.電流表的示數(shù)為10$\sqrt{2}$A
B.0.01s時線圈平面與磁場方向垂直
C.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為l00πrad/s
D.0.02s時電阻R中電流的方向自左向右

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10.下列說法中正確的是( 。
A.電場線實際上并不存在,是為了方便描述電場假想出來的
B.電場強度和電勢都是標量,不能用平行四邊形定則求和
C.公式F=$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$適用于計算真空環(huán)境中兩個點電荷之間的作用力
D.公式UAB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$只適用于計算勻強電場的電勢差,不適用于非勻強電場

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20.如圖所示,一半徑為R的光滑半圓形細軌道,其圓心為O,豎直固定在地面上.軌道正上方離地高為h處固定一水平光滑長直細桿,桿與軌道在同一豎直平面內(nèi),桿上P點處固定一定滑輪,P點位于O點正上方.A、B是質(zhì)量均為m的小環(huán),A套在桿上,B套在軌道上,一條不可伸長的輕繩通過定滑輪連接兩環(huán).兩環(huán)均可看作質(zhì)點,且不計滑輪大小與摩擦.現(xiàn)對A環(huán)施加一水平向右的力F,使B環(huán)從地面由靜止開始沿軌道運動.則( 。
A.若緩慢拉動A環(huán),B環(huán)緩慢上升至D點的過程中,F(xiàn)一直減小
B.若緩慢拉動A環(huán),B環(huán)緩慢上升至D點的過程中,外力F所做的功等于B環(huán)機械能的增加量
C.若F為恒力,B環(huán)最終將靜止在D點
D.若F為恒力,B環(huán)被拉到與A環(huán)速度大小相等時,sin∠OPB=$\frac{R}{h}$

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7.如圖所示,甲、乙、丙、丁分別代表四輛車由同一地點同時開始運動的位移圖象和速度圖象,則下列說法中正確的是(  )
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D.0-t2時間內(nèi),丙、丁兩車都做勻變速直線運動

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