【題目】如圖所示,BCDG 是光滑絕緣的 3/4 圓形軌道,位于豎直平面內。軌道半徑為 R,下端 與水平絕緣軌道在 B 點平滑連接,整個軌道處在水平向左的勻強電場中。現有一質量為 m、 帶正電的小滑塊(可視為質點)置于水平軌道上,滑塊受到的電場力大小為 3mg/4,滑塊與水平軌道間的動摩擦因數ì = 0.5,重力加速度為 g。求:
(1)若滑塊從水平軌道上距離 B 點 s=3R 的 A 點由靜止釋放,滑塊到達與圓心等高的 C 點時速度為多大?
(2)求滑塊在圓形軌道上能達到的最大速度值,以及在最大速度位置處滑塊對軌道作用力 的大小
【答案】(1)(2),
【解析】
(1)對滑塊由A到C的過程應用動能定理求解;(2)分析滑塊在圓軌道上的受力情況,求得速度最大的位置,然后由動能定理求得最大速度;再根據牛頓第二定律求得支持力,即可由牛頓第三定律求得滑塊對軌道的作用力。
(1)滑塊從A到C的過程只有重力、電場力、摩擦力做功,設滑塊到達C點時的速度為
對滑塊由A到C的過程應用動能定理可得:
解得:
(2)滑塊在圓軌道上受重力、電場力、支持力作用,故當滑塊在與圓軌道上徑向與重力和電場力合力方向一致時,滑塊速度最大, 重力和電場力的合力方向與豎直方向成,如圖所示:
故對滑塊從A到最大速度的過程應用動能定理可得:
解得:滑塊在圓形軌道上能達到的最大速度
對滑塊在P點應用牛頓第二定律可得:
聯立得:滑塊受到軌道支持力
由牛頓第三定律可得:在最大速度位置處滑塊對軌道作用力。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖中給出一段“S”形單行盤山公路的示意圖,彎道1、彎道2可看作兩個不同水平面上的圓弧,圓心分別為O1、O2,彎道中心線半徑分別為r1=10 m、r2=20 m,彎道2比彎道1高h=12 m,有一直道與兩彎道圓弧相切.質量m=1 200 kg的汽車通過彎道時做勻速圓周運動,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是車重的1.25倍,行駛時要求汽車不打滑.(sin 37°=0.6,sin 53°=0.8,g取10 m/s2)
(1)求汽車沿彎道1中心線行駛時的最大速度v1;
(2)汽車以v1進入直道,以P=30 kW的恒定功率直線行駛了t=8.0 s,進入彎道2,此時速度恰為通過彎道2中心線的最大速度,求直道上除重力以外的阻力對汽車做的功;
(3)汽車從彎道1的A點進入,從同一直徑上的B點駛離,有經驗的司機會利用路面寬度,用最短時間勻速安全通過彎道,設路寬d=10 m,求此最短時間(A、B兩點都在軌道的中心線上,計算時視汽車為質點 ).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某汽車在啟用ABS剎車系統(tǒng)和不啟用ABS剎車系統(tǒng)緊急剎車時,其車速與時間的變化關系分別如圖中的甲、乙圖線所示。緊急剎車過程中
A. 0~t1,啟用ABS的平均速度比不啟用ABS的小些
B. 0~t1,啟用ABS的加速度比不啟用ABS的大些
C. 0~t2,啟用ABS的平均速度比不啟用ABS的大些
D. t1~t2,啟用ABS的加速度比不啟用ABS的小些
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,為“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置圖。圖中A為小車,B為砝碼及砝碼盤,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車通過紙帶與電火花打點計時器相連,計時器接50Hz交流電。小車A的質量為m1,砝碼及砝碼盤B的質量為m2。
【1】下列說法正確的是 。
A. 每次改變小車質量時,應重新平衡摩擦力
B. 實驗時應先釋放小車后接通電源
C. 本實驗m2應遠大于m1
D. 在用圖象探究加速度與質量關系時,應作a-圖象
【2】實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測
量得到的a- F圖像,可能是圖中的圖線 。(選填“甲”、
“ 乙”、“ 丙”)
【3】如圖所示為某次實驗得到的紙帶,紙帶中相鄰計數點間的距離已標出,相鄰計數點間還有四個點沒有畫出。由此可求得小車的加速度大小 m/s2。(結果保留二位有效數字)
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【題目】如圖,水平放置的平行金屬板 A、B,間距為 d,板長為 4d.現有一電荷量為 q、質量為 m 的 帶負電的質點沿兩板中心線以某一初速度水平射入,當兩板間加上某一恒定電壓時,若 A 板接 正極時,該質點就沿兩板中心線射出;若 A 板接負極時,該質點就射到 B 板距左端為 d 的 C 處. 質點重力不能忽略,重力加速度為 g,空氣阻力不計.求:
(1)所加恒定電壓的大小; (2)質點射入兩板時的初速度;
(3)當 A 接正極時,為使該帶電質點能夠從兩板間射出,求兩板所加電壓 U 的范圍.
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【題目】如圖所示,足夠長的長木板AB質量M=2 kg在水平地面上,可視為質點的木塊質量m=1 kg在長木板的左端A處,木塊與長木板保持相對靜止一起向右運動,當右端B經過地面上O點時速度為v0=5 m/s,長木板與P點處的擋板瞬間碰撞后立即以原速率反向彈回,而木塊在此瞬間速度不變。已知O點與P點間距離x0=4.5m,木板與地面間動摩擦因數μ1=0.1,木塊與長木板間動摩擦因數μ2=0.4,g取10 m/s2。
(1)求長木板碰擋板時的速度v1的大。
(2)當木塊與擋板的距離最小時,木塊與長木板左端A之間的距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】O為地球球心,半徑為R的圓是地球赤道,地球自轉方向如圖所示,自轉周期為T,觀察站A有一觀測員在持續(xù)觀察某衛(wèi)星B,某時刻觀測員恰能現察到衛(wèi)星B從地平線的東邊落下,經的時間,再次觀察到衛(wèi)星B從地平線的西邊升起.已知∠BOB′=α,地球質量為M,萬有引力常量為G,則( 。
A. 衛(wèi)星B繞地球運動的周期為
B. 衛(wèi)星B繞地球運動的周期為
C. 衛(wèi)星B離地表的高度為
D. 衛(wèi)星B離地表的高度為
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【題目】如圖,足夠長的水平傳送帶以恒定速率運行。將一滑塊從傳送帶左端由靜止輕輕放上傳送帶,滑塊將先加速運動一段距離,滑塊與傳送帶間的滑動摩擦力記作f。下列判斷正確的是( 。
A. 傳送帶功率始終不變
B. 摩擦力f對物塊所做的功等于滑塊增加的動能
C. 摩擦力f對滑塊和傳送帶所做的總功等于傳送帶輸出的機械能
D. 傳送帶克服摩擦力f所做的功等于滑塊與傳送帶接觸面上摩擦產生的熱
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】對下列概念、公式的理解,正確的是( )
A. 根據E=F/q可知,電場中某點的電場強度和檢驗電荷的電荷量q成反比
B. 根據U=Ed可知,勻強電場中兩點間電勢差等于場強與兩點間距離的乘積
C. 根據W=Uq可知,一個電子在電勢差為1V的兩點間被電場加速,電場力做功為1eV
D. 根據U=W/q可知,電場中兩點間的電勢差U與電場力做功W成正比,與電量q成反比
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