8.如圖所示,半徑R=0.5m的光滑圓弧面CDM分別與光滑斜面體ABC和斜面MN相切于C、M點(diǎn),斜面傾角分別如圖所示,O為圓弧圓心,D為圓弧最低點(diǎn),C、M在同一水平高度.斜面體ABC固定在地面上,頂端B安裝一定滑輪,一輕質(zhì)軟細(xì)繩跨過(guò)定滑輪(不計(jì)滑輪摩擦)分別連接小物塊P、Q(兩邊細(xì)繩分別與對(duì)應(yīng)斜面平行),并保持P、Q兩物塊靜止,若PC間距為L(zhǎng)1=0.25m,斜面MN足夠長(zhǎng),物塊Q質(zhì)量m2=4kg,與MN間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{1}{3}$,重力加速度g=l0m/s2.求:(sin37°=0.60,cos37°=0.80)
(1)小物塊P的質(zhì)量m1;
(2)燒斷細(xì)繩后,物塊P第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大。
(3)物塊P在MN斜面上滑行的總路程.

分析 (1)裝置原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式求解P的質(zhì)量m1
(2)先根據(jù)動(dòng)能定理列式求出物塊P到D點(diǎn)的速度,在D點(diǎn),再根據(jù)牛頓第二定律、第三定律求壓力;
(3)物塊P斜面MN上滑行時(shí),由于摩擦力做功,所以機(jī)械能不斷減少,最終物塊在CDM之間往復(fù)運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理對(duì)全程列式求解.

解答 解:(1)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,知兩物體的重力沿斜面的分力相等,滿足:m1gsin53°=m2gsin37°
解得:m1=3kg
即小物塊P的質(zhì)量m1為3kg.
(2)物塊P到D過(guò)程,由動(dòng)能定理得
    m1gh=$\frac{1}{2}{m}_{1}{v}_{D}^{2}$
根據(jù)幾何關(guān)系,有:
    h=L1sin53°+R(1-cos53°)
在D點(diǎn),由支持力和重力的合力提供向心力,由牛頓第二定律得:
     FD-mg=m1$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
解得:FD=78N
由牛頓第三定律得,物塊P對(duì)軌道的壓力大小為78N.
(3)分析可知最終物塊在CDM之間往復(fù)運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)和M點(diǎn)速度均為零.
由全過(guò)程動(dòng)能定理得:mgL1sin53°-μmgL1cos53°S=0
解得:S=1.0m
即物塊P在MN斜面上滑行的總路程為1.0m.
答:
(1)小物塊P的質(zhì)量m1為3kg;
(2)燒斷細(xì)繩后,物塊P第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是78N;
(3)物塊P在MN斜面上滑行的總路程是1.0m.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵對(duì)物體受力分析后,根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能定理綜合求解,對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程要能靈活地選擇規(guī)律列式.要知道滑動(dòng)摩擦力做功與路程有關(guān).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法不正確的是(  )
A.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
B.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將不變
C.在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng)
D.氡的半衰期為3.8天,若有四個(gè)氡原子核,經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下一個(gè)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.物體受恒力作用時(shí)一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.物體受恒力F作用時(shí),物體的位移越大,恒力F做的功一定越大
C.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能一定守恒
D.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化量一定相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

16.如圖所示,一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端,彈簧的另一端固定于O點(diǎn)處,將小球拉至A處,彈簧恰好無(wú)形變,由靜止釋放小球,它運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度為v,B點(diǎn)與A點(diǎn)的豎直高度差為h.則( 。
A.由A至B小球機(jī)械能守恒,重力對(duì)小球做功mgh
B.由A至B小球重力勢(shì)能減少$\frac{m{v}^{2}}{2}$
C.小球到達(dá)位罝B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mgh-$\frac{m{v}^{2}}{2}$
D.由A至B小球機(jī)械能減少量為mgh-$\frac{m{v}^{2}}{2}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

3.圖示為某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,紙帶上有a、b、c、d四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn).已知紙帶的a端與小車相連,且打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.1s.
(1)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)可判斷,小車做勻減速(填“勻速”“勻加速”或“勻減速”)直線運(yùn)動(dòng).
(2)小車的加速度大小為2.54m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.2013年6月10日上午,我國(guó)首次太空課在地球表面300千米的“天宮一號(hào)”上舉行,如圖所示是宇航員王亞萍在“天宮一號(hào)”上所做的“水球”.若已知地球的半徑為6400km,地球表面的重力加速度g已知,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.“水球”能懸浮在空中,所以太空不受重力作用
B.“水球”相對(duì)地面靜止
C.若王亞萍的質(zhì)量為m,則她在“天宮一號(hào)”中受到地球的引力為mg
D.“天宮一號(hào)”的運(yùn)行周期比同步衛(wèi)星小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.物理學(xué)史上是哪位科學(xué)家、由于哪項(xiàng)貢獻(xiàn)被人們稱為“能稱出地球質(zhì)量的人”(  )
A.牛頓,發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B.卡文迪許,測(cè)出了萬(wàn)有引力常量
C.伽利略,測(cè)出了重力加速度的值D.開(kāi)普勒,總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)時(shí)先使質(zhì)量為mA的A球從斜槽上某一固定點(diǎn)G由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡,重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡.把質(zhì)量為mB的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡,重復(fù)這種操作10次,得到了如圖所示的三個(gè)落地處.

①請(qǐng)?jiān)趫D中讀出OP=17.5cm;
②由圖可以判斷出R是B球的落地點(diǎn),Q是A球的落地點(diǎn).
③為了驗(yàn)證碰撞前后動(dòng)量守恒,該同學(xué)只需驗(yàn)證表達(dá)式mAOQ=mAOP+mBOR.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.溫度都是0℃的10克冰和10克水比較,它們的( 。
A.分子數(shù)相同,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也相同
B.質(zhì)量相同,溫度相同,內(nèi)能也相同
C.就分子的平均動(dòng)能而言,水分子較大
D.水的內(nèi)能比冰小

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