【題目】如圖所示,光滑軌道abc固定在豎直平面內(nèi),ab為四分之一圓弧軌道,bc段水平,且與ab圓弧相切于b點,在光滑水平地面上緊靠軌道c端,停著質(zhì)量為、長度為的平板車,平板車上表面與bc等高、現(xiàn)將可視為質(zhì)點的物塊從與圓心O等高的a點靜止釋放,物塊滑至圓弧軌道最低點b時的速度大小為,對軌道的壓力大小等于30N,之后物塊向右滑上平板車。取重力加速度,不計空氣阻力。

求該物塊的質(zhì)量;

若物塊最終未從平板車上滑落,求物塊在平板車上滑動過程中產(chǎn)生的熱量。

【答案】該物塊的質(zhì)量是1kg

物塊在平板車上滑動過程中產(chǎn)生的熱量是。

【解析】

(1)先研究物塊在圓弧軌道上下滑的過程,由機械能守恒定律可求出物塊運動到b點的速度,在b點,軌道的支持力和重力的合力提供向心力,由牛頓第二定律列式,可求出物塊的質(zhì)量。

(2)再研究物塊在平板車上運動的過程,物塊先做勻減速運動,平板車做勻加速運動,當(dāng)兩者的速度相等時相對靜止,之后一起勻速運動。在此過程中,物塊與平板車組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律可以求出物塊與平板車的最終速度,并求出這個過程中產(chǎn)生的熱量。

(1)設(shè)四分之一圓弧的半徑為R,物塊的質(zhì)量為m,在b點軌道對物塊的支持力為F,物塊從ab由機械守恒定律有:

物塊運動到b點,由牛頓第二定律有:

聯(lián)立解得

由牛頓第三定律知

聯(lián)立解得:

(2)設(shè)物塊與平板車的共同速度為v,物塊在平板車上滑行過程中產(chǎn)生的熱量為Q,取水平向右為正方向,由動量守恒定律有:

由能量守恒定律有:

聯(lián)立解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)想在實驗室測量電壓表V1的內(nèi)阻.

(1) 他先用多用電表的歐姆擋“×1k”測量,如圖甲所示,該讀數(shù)為________Ω;多用表的紅表筆與電壓表V________(選填負(fù)”)的接線柱相連.

(2) 為了更準(zhǔn)確地測量電壓表V1的內(nèi)阻,實驗室提供的實驗器材如下:

A. 待測電壓表V1(量程為0~3 V);

B. 電壓表V2(量程為0~9 V,內(nèi)阻約為9 kΩ);

C. 滑動變阻器R1(最大阻值為20 Ω,額定電流為1 A);

D. 定值電阻R3(阻值為6 kΩ);

E. 電源(電動勢為9 V,內(nèi)阻約為1 Ω);

F. 開關(guān)一個、導(dǎo)線若干.

根據(jù)提供的器材,連接圖乙中的實物圖__________

某次實驗時電壓表V1和電壓表V2的讀數(shù)分別為U1U2,移動滑動變阻器滑片,多次測量,作出U2U1圖象如圖丙所示,已知圖象的斜率為k,則內(nèi)阻RV1的表達(dá)式為________(R3k表示).

考慮電壓表V2的內(nèi)電阻,則該方法對實驗的測量結(jié)果________(選填”)影響.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一半徑R=1m、豎直圓弧形光滑軌道,與斜面相切于B處,圓弧軌道的最高點為M,斜面傾角θ=370,t=0時刻,有一質(zhì)量m=2Kg的物塊從A點開始沿斜面上滑,其在斜面上運動的速度變化規(guī)律如圖乙所示,若物塊恰能到達(dá)M點,取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8,求:

(1)物塊經(jīng)過B點時的速度VB

(2)物塊在斜面上向上滑動的過程中克服摩擦力做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空室中有如圖甲所示的裝置,電極K持續(xù)發(fā)出的電子(初速度不計) 經(jīng)過加速電場加速后,從小孔0沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板M、N的中心軸線OO′射入偏轉(zhuǎn)電場。極板M、N長度均為L,加速電壓,偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)有熒光屏(足夠大且未畫出)。M、N兩板間的電壓U隨時間t變化的圖線如圖乙所示,其中。調(diào)節(jié)兩板之間的距離d,使得每個電子都能通過偏轉(zhuǎn)極板,已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,電子重力不計。

(1)求電子通過偏轉(zhuǎn)極板的時間t;

(2)求偏轉(zhuǎn)極板之間的最小距離d;

(3)當(dāng)偏轉(zhuǎn)極板間的距離為最小值d時,熒光屏如何放置時電子擊中的范圍最小? 該范圍的長度是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究碰撞中動量守恒的實驗中,實驗裝置如圖所示:

(1)若兩個半徑相同的小球AB的質(zhì)量之比,則入射球應(yīng)選_______(選填mAmB)。

(2)實驗中可能引起誤差的是______

A.斜槽軌道有摩擦

B.軌道末端切線不水平

C.碰撞時兩球心不在同一高度

D.落點位置不是平均位置

(3)若入射球質(zhì)量為m1,被碰球質(zhì)量為m2,小球半徑均為r,各落點位置如圖(乙)所示,其中O為軌道末端所裝重錘線的投影點,并測得OM = a,OP = b,ON = c,則碰撞中動量守恒的表達(dá)式可寫為______________________________________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xoy平面(紙面)內(nèi),存在一個半徑為R=02.m的圓形勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度大小為B=1.0T,方向垂直紙面向里,該磁場區(qū)域的左邊緣與y軸相切于坐標(biāo)原點O.y軸左側(cè)、0.1m≤x≤0的區(qū)域內(nèi),存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場(圖中未標(biāo)出),電場強度的大小為E=10×104N/C.一個質(zhì)量為m=2.0×109kg、電荷量為q=5.0×105C的帶正電粒子,以v0=5.0×103m/s的速度沿y軸正方向、從P點射入勻強磁場,P點的坐標(biāo)為(0.2m,-0.2m),不計粒子重力。

(1)求該帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑;

(2)求該帶電粒子離開電場時的位置坐標(biāo);

(3)若在緊靠電場左側(cè)加一垂直紙面的勻強磁場,該帶電粒子能回到電場,在粒子回到電場前瞬間,立即將原電場的方向反向,粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,恰能回到坐標(biāo)原點O,求所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)想測出濟南當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭,并驗證機械能守恒定律為了減小誤差,他設(shè)計了一個實驗如下:將一根長直鋁棒用細(xì)線懸掛在空中如圖甲所示,在靠近鋁棒下端的一側(cè)固定電動機M,使電動機轉(zhuǎn)軸處于豎直方向,在轉(zhuǎn)軸上水平固定一支特制筆N,借助轉(zhuǎn)動時的現(xiàn)象,將墨汁甩出形成一條細(xì)線調(diào)整筆的位置,使墨汁在棒上能清晰地留下墨線啟動電動機待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后,用火燒斷懸線,讓鋁棒自由下落,筆在鋁棒上相應(yīng)位置留下墨線圖乙是實驗時在鋁棒上所留下的墨線,將某條合適的墨線A作為起始線,此后每隔4條墨線取一條計數(shù)墨線,分別記作B、C、D、E將最小刻度為毫米的刻度尺的零刻度線對準(zhǔn)A,此時B、C、D、E對應(yīng)的刻度依次為1468cm、3915cm、7341cm、11746cm已知電動機的轉(zhuǎn)速為3 000r/min求:

1相鄰的兩條計數(shù)墨線對應(yīng)的時間間隔為 s

2由實驗測得濟南當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span> m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字

3該同學(xué)計算出畫各條墨線時的速度v,以為縱軸,以各條墨線到墨線A的距離h為橫軸,描點連線,得出了如圖丙所示的圖象,在誤差允許的范圍內(nèi)據(jù)此圖象能驗證機械能守恒定律,但圖線不過原點的原因是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在三角形區(qū)域ACD內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場。在紙面內(nèi)一束電子以不同大小的速度從A點沿同一方向射入磁場,不計電子的重力和電子之間的相互作用,關(guān)于電子在磁場中運動的情況,下列說法中正確的是

A. CD邊出射的電子,在磁場中運動時間都相等

B. AC邊出射的電子,在磁場中運動時間都相等

C. AC邊出射的電子距C點距離越近,其軌道半徑越小

D. CD邊出射的電子距C點距離越近,其軌道半徑越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于地球同步通訊衛(wèi)星,下列說法中正確的是( )

A. 它的軌道可以是橢圓

B. 各國發(fā)射的這種衛(wèi)星軌道半徑都一樣

C. 它不一定在赤道上空運行

D. 它運行的線速度一定大于第一宇宙速度

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