如圖所示,質(zhì)量m=1.0kg的小物塊(可視為質(zhì)點)放于小車的最左端,小車長l=3.6m、質(zhì)量m1=1.0kg。物塊與小車間動摩擦因數(shù)為μ=0.5。質(zhì)量m2=10.0kg、半徑R=3.2m的光滑半圓形軌道固定在水平面上,且直徑POQ沿豎直方向。小車的上表面和軌道最低點高度相同。開始時小車和物塊共同以v0=10m/s的初速度沿光滑水平面向右運動,小車剛接觸軌道時立即制動(停止運動)而后制動解除。(g取10m/s2)求:(1)物塊剛進入半圓軌道時對軌道的壓力;(2)物塊運動至最高點時,水平面對半圓形軌道支持力的大小;(3)物塊在小車上滑動的時間。
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【知識點】動能定理;向心力.E2D4
【答案解析】(1) 30N (2) 100N (3) 1.2s解析:(1)物塊到達P點過程中,由動能定理得:﹣μmgL=mv2﹣mv02,
在P點,由牛頓第二定律得:FN1﹣mg=m,
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:FN1=30N,
由牛頓第三定律可知,壓力為30N,方向豎直向下;
(2)物塊滑上圓形軌道過程中,由機械能守恒定律得:mv2=mgh,
解得:h=3.2m=R,
此時物體與軌道間沒有作用力,水平面對軌道的支持力為:
FN2=Mg=10×10=100N;
(3)由(1)可解得:v=8m/s,
物塊會沿圓軌道滑回到P點,且速度大小不變,物塊在小車上滑動時,由牛頓第二定律得:μmg=ma1,
物塊向右滑動時,v=v0﹣a1t1,
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:t1=0.4s;
物塊向左滑動時,設物塊最終停在小車上,兩者速度相等,對小車,由牛頓第二定律得:μmg=Ma2,
由運動學公式得:v﹣a1t2=a2t2,
s1=vt2﹣a1t22,s2=a2t22,△s=s1﹣s2,
解得:△s=3.2m<L,符合題意,
解得:t2=0.8s,
則運動時間:t=t1+t2=0.4+0.8=1.2s;
【思路點撥】(1)應用動能定理、牛頓第二定律求出支持力,然后求出壓力;
(2)由機械能守恒定律分析答題;
(3)由牛頓第二定律與運動學公式可以求出運動時間.
科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,當變阻器R的滑動觸頭向a端移動時,下列判斷正確的是( 。
| A. | 電流表A1的示數(shù)變大 | B. | 電流表A2的示數(shù)變小 |
| C. | 電流表A2的示數(shù)不變 | D. | 電壓表V的示數(shù)變小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖4所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,當滑動變阻器R2的滑片P向左滑動時,下列說法中正確的是
A.燈L變暗
B.電阻R3消耗的功率變大
C.電容器C的電荷量變小
D.R1兩端的電壓變化量的絕對值等于R2兩端的電壓變化量的絕對值
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,光滑的金屬軌道分為水平段和圓弧段兩部分,O點為圓弧的圓心,N為軌道交點。兩軌道之間寬度為0.5m,勻強磁場方向豎直向上,大小為0.5T。質(zhì)量為0.05kg的金屬細桿置于軌道上的M點。當在金屬細桿內(nèi)通以電流強度為2A的恒定電流時,其可以沿軌道由靜止開始向右運動。已知MN=OP=1.0m,金屬桿始終垂直軌道,OP沿水平方向,則( )
A.金屬細桿在水平段運動的加速度大小為5 m/s2
B.金屬細桿運動至P點時的向心加速度大小為10 m/s2
C.金屬細桿運動至P點時的速度大小為0
D.金屬細桿運動至P點時對每條軌道的作用力大小為0.75 N
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,帶電粒子以初速度v0從a點沿x軸正方向進入勻強磁場,運動中經(jīng)過b點,Oa=Ob;若撤去磁場,加一個與y軸平行的勻強電場,粒子以相同的初速度v0從a點進入電場,粒子仍能通過b點。不計粒子重力,那么電場強度E與磁感應強度B之比以及粒子從a到b在磁場中與在電場中運動的時間之比分別為( )
A.2v0 B.C.1 D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,真空中有兩個等量異種點電荷,A、B分別為兩電荷連線和連線中垂線上的點,A、B兩點電場強度大小分別是EA、EB,電勢分別是φA、φB,下列判斷正確的是( )
A.EA>EB,φA>φB
B.EA>EB,φA<φB
C.EA<EB,φA>φB
D.EA<EB,φA<φB
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科目:高中物理 來源: 題型:
物理學習小組在測定某電源的電動勢E和內(nèi)阻r時,找來一段電阻率較大的粗細均勻的電阻絲ab替代滑動變阻器,設計了如圖甲所示的實驗,其中R0是阻值為2Ω的保護電阻,滑動片P與電阻絲始終接觸良好。實驗時閉合開關,調(diào)節(jié)P的位置,測得aP的長度x和對應的電壓U、電流I數(shù)據(jù),并分別繪制了如圖乙所示的U-I圖象和如圖丙所示的-x圖象。
(1)由圖乙可得電源的電動勢E=________V;內(nèi)阻r=________Ω。
(2)根據(jù)測得的直徑可以算得電阻絲的橫截面積S=0.12×10-6m2,利用圖丙可求得電阻絲的電阻率ρ為________Ω·m,圖丙中圖象截距的物理意義是 。(以上結果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)此實驗用了圖象法處理數(shù)據(jù)優(yōu)點是直觀,但是不能減少或者消除
(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。
圖乙 圖丙
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖是磁流體發(fā)電機的示意圖,在間距為d的平行金屬板A、C間,存在磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場,兩金屬板通過導線與變阻器R相連,等離子體以速度v平行于兩金屬板垂直射入磁場.若要增大該發(fā)電機的電動勢,可采取的方法是( 。
| A. | 增大d | B. | 增大B | C. | 增大R | D. | 增大v |
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖,小朋友借助天跳跳桿的彈簧作用可以跳得很高,從跳跳桿接觸地面(此時彈簧處于原長)到彈簧被壓縮至最短的過程中,彈簧對小朋友做功情況是( 。
| A. | 先做負功,再做正功 | B. | 先做正功,再做負功 |
| C. | 一直做負功 | D. | 一直做正功 |
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