(18分)如圖所示,質(zhì)量為的滑塊,在水平力作用下靜止在傾角為的光滑斜面上,斜面的末端B與水平傳送帶相接(物塊經(jīng)過此位置滑上皮帶時無能量損失),傳送帶的運行速度為,長為。今將水平力撤去,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端C時,恰好與傳送帶速度相同。已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為()。求:
(1)水平力撤去后,滑塊(在斜面上)的加速度大;
(2)滑塊下滑的高度;
(3)若滑塊進入傳送帶時速度大于,則滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量為多少.
(1) (2) (3)
解析試題分析:(1)對撤去外力F后的滑塊受力分析,由牛頓第二定律:
(2分)
解得: (2分)
(2)設(shè)滑塊從高為處上滑,到達斜面底端速度為,下滑過程機械能守恒:
(2分)
解得:
若滑塊沖上傳送帶的速度小于傳送帶速度,則滑塊在帶上由于受到向右的滑動摩擦力而做勻加速運動,根據(jù)動能定理有: (2分)
聯(lián)立解得: (2分)
若滑塊沖上傳送帶時的速度大于傳送帶的速度,則滑塊由于受天向左的滑動摩擦力而做勻速運動,根據(jù)動能定理: (1分)
解得: (2分)
(3)設(shè)滑塊在傳送帶上運動的時間為,則時間內(nèi)傳送帶的位移: (1分)
由機械能守恒可知:
對滑塊由運動學(xué)公式知: (1分)
聯(lián)立解得:
滑塊相對傳送帶滑動的位移 (1分)
相對滑動生成的熱量 (2分)
考點:本題考查了動能定理的應(yīng)用、牛頓第二定律、功能關(guān)系.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,水平面上某點固定一輕質(zhì)彈簧,A點左側(cè)的水平面光滑,右側(cè)水平面粗糙,在A點右側(cè)5m遠處(B點)豎直放置一半圓形光滑軌道,軌道半徑R=0.4m,連接處平滑,F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊放在彈簧的右端(不拴接),用力向左推滑塊而壓縮彈簧,使彈簧具有的彈性勢能為2J,放手后,滑塊被向右彈出,它與A點右側(cè)水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,取g =10m/s2,求:
(1)滑塊運動到半圓形軌道最低點B處時對軌道的壓力;
(2)改變半圓形軌道的位置(左右平移),使得被彈出的滑塊到達半圓形軌道最高點C處時對軌道的壓力大小等于滑塊的重力,問AB之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在水平向右場強為E的勻強電場中,有一質(zhì)量為m、電荷量為q的占由荷從A點由靜止釋放,僅在由場力的作用下經(jīng)時間t運動到B點.求.
(1)點電荷從A點運動到B點過程中電場力對點電荷做的功;
(2)A、B兩點間的電勢差。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如右圖所示,在方向豎直向下的勻強電場中,一個質(zhì)量為m、帶負電的小球從斜直軌道上的A點由靜止滑下,小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時恰好不落下來.若軌道是光滑絕緣的,小球的重力是它所受的電場力2倍,試求:
⑴A點在斜軌道上的高度h;
⑵小球運動到最低點C時,圓軌道對小球的支持力.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(8分)如圖甲所示,固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌,間距d=0.5m,導(dǎo)軌右端連接一阻值為R=4Ω的小燈泡L.在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間t變化如圖乙所示,CF長為2m.在t=0時刻,電阻為r=1Ω的金屬棒ab在水平恒力F=0.2N作用下,由靜止開始沿導(dǎo)軌向右運動,t=4s時進入磁場,并恰好能夠勻速運動。求:
(1)0-4s內(nèi)通過小燈泡的電流強度;
(2)金屬棒在磁場中勻速運動的速度;
(3)金屬棒的質(zhì)量。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,一內(nèi)壁光滑的細管彎成半徑為R=0.4m的半圓形軌道CD,豎直放置,其內(nèi)徑略大于小球的直徑,水平軌道與豎直半圓軌道在C點連接完好。置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連,B處為彈簧的自然狀態(tài)。將一個質(zhì)量為m=0.8kg的小球放在彈簧的右側(cè)后,用力向左側(cè)推小球而壓縮彈簧至A處,然后將小球由靜止釋放,小球運動到C處后對軌道的壓力為F1=58N。水平軌道以B處為界,左側(cè)AB段長為x=0.3m,與小球的動摩擦因數(shù)為,右側(cè)BC段光滑。g=10m/s2,求:
(1)彈簧在壓縮時所儲存的彈性勢能。
(2)小球運動到軌道最高處D點時對軌道的壓力大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)如圖所示,一束電子從x軸上的A點以平行于y軸的方向射入第一象限區(qū)域,射入的速度為v0,電子質(zhì)量為m,電荷量為e.為了使電子束通過y軸上的B點,可在第一象限的某區(qū)域加一個沿x軸正方向的勻強電場,此電場的電場強度為E,電場區(qū)域沿x軸方向為無限長,沿y軸方向的寬度為s,且已知OA=L,OB=2s,求該電場的下邊界與B點的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,半徑為R的半圓軌道BC豎直放置。一個質(zhì)量為m 的小球以某一初速度從A點出發(fā),經(jīng)AB段進入半圓軌道,在B點時對軌道的壓力為7mg,之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點。試求:
(1)小球上升過程中克服阻力做功。
(2)小球從C點飛出后,觸地時重力的功率。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)為了研究過山車的原理,某物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個與水平方向夾角為,長為的傾斜軌道AB,通過微小圓弧與長為的水平軌道BC相連,然后在C處設(shè)計一個豎直完整的光滑圓軌道,出口為水平軌道D,如圖所示,F(xiàn)將一個小球從距A點高為h="0.9" m的水平臺面上以一定的初速度水平彈出,到A點時速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知小球與AB和BC間的動摩擦因數(shù)均為。取10m/s2,求:
(1)小球初速度的大小;
(2)小球滑過C點時的速率;
(3)要使小球不離開軌道,則豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件。
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