【題目】如圖所示,ABC、DEF為同一豎直平面內(nèi)的兩條固定光滑軌道,其中ABC的末端水平,DEF為直徑豎直方向的半圓形軌道(r = 0.5m).-質(zhì)量m = 1kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道ABC上的A點(diǎn)由靜止釋放,若滑塊經(jīng)C點(diǎn)后恰能沿軌道DEF做圓周運(yùn)動,g10m/s2,:

(1)滑塊釋放點(diǎn)AC點(diǎn)的豎直高度H;

(2)滑塊到達(dá)軌道DEF的最低點(diǎn)F時(shí)對軌道的壓力大小FN;

(3)若軌道DEF的最低點(diǎn)與水平傳送帶的左端平滑相切,水平傳送帶長L = 5m,以速度沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)行,滑塊與傳送帶間的滑動摩擦因數(shù)μ=0.2,求滑塊在傳動帶上運(yùn)動過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能.

【答案】(1)0.25m(2)60N(3)2J

【解析】

(1)設(shè)滑塊經(jīng)C處后恰能沿軌道DEF做圓周運(yùn)動的速度為C、D為同一位置,在D點(diǎn)小球的重力提供向心力,則:

滑塊從軌道ABC上的A點(diǎn)由靜止釋放的過程中,受到重力、支持力,支持力不做功,由動能定理得:

聯(lián)立①②兩式代入數(shù)據(jù)得:

(2)滑塊由DF得過程中只有重力做功,由動能定理得:

F點(diǎn)由牛頓第二定律得:

有牛頓第三定律知滑塊到達(dá)F點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大。

聯(lián)立①④⑤⑥代入數(shù)據(jù)得:

(3)由①④得

,

故滑塊在傳送帶上開始做勻減速直線運(yùn)動,加速度為a,得:

經(jīng)時(shí)間t與傳送帶速度大小相等:

滑塊運(yùn)行的位移x為:

解得

在此過程中,傳送帶的位移 ,為:

可得

因此,這個(gè)過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Q為:

代入數(shù)據(jù)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】如圖所示,半徑為r的均勻金屬圓環(huán)固定在豎直面內(nèi),a、b為其兩個(gè)端點(diǎn),O為圓心,Oa連線水平,圓環(huán)處于方向水平向右、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)圓環(huán)中通過順時(shí)針方向的電流I時(shí),圓環(huán)受到的安培力( )

A.大小為,方向垂直紙面向里

B.大小為,方向垂直紙面向里

C.大小為,方向垂直紙面向外

D.大小為,方向垂直紙面向外

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的AB兩質(zhì)點(diǎn),從同一點(diǎn)O分別以相同的水平速度v0沿x軸正方向拋出,質(zhì)點(diǎn)A在豎直平面內(nèi)運(yùn)動,落地點(diǎn)為P1,質(zhì)點(diǎn)B沿光滑斜面運(yùn)動,落地點(diǎn)為P2,并且P1P2在同一水平地面內(nèi),不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是

A. 從拋出到落地,質(zhì)點(diǎn)B的運(yùn)動時(shí)間長

B. 從拋出到落地,質(zhì)點(diǎn)A、B沿x軸方向的位移相同

C. 落地時(shí)質(zhì)點(diǎn)A、B的速率相等

D. 落地時(shí)質(zhì)點(diǎn)A的速率大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個(gè)質(zhì)量為M的長木板靜止在光滑水平面上,一顆質(zhì)量為m的子彈,以水平速度射入木塊并留在木塊中,在此過程中,子彈射入木塊的深度為d,木塊運(yùn)動的距離為s,木塊對子彈的平均阻力為f,則對于子彈和長木板組成的系統(tǒng),下列說法正確的是( )

A. 子彈射入木塊過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

B. 系統(tǒng)的動量守恒,而機(jī)械能不守恒

C. 子彈減少的動能等于

D. 系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電磁軌道炮的加速原理如圖所示。金屬炮彈靜止置于兩固定的平行導(dǎo)電導(dǎo)軌之間,并與軌道良好接觸。開始時(shí)炮彈在導(dǎo)軌的一端,通過電流后炮彈會被安培力加速,最后從導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離L0.10 m,導(dǎo)軌長s5.0 m,炮彈質(zhì)量m0.030 kg。導(dǎo)軌上電流I的方向如圖中箭頭所示?梢哉J(rèn)為,炮彈在軌道內(nèi)勻加速運(yùn)動,它所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B2.0 T,方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為v2.0×103 m/s,忽略摩擦力與重力的影響。求:

1)炮彈在兩導(dǎo)軌間的加速度大小a;

2)炮彈作為導(dǎo)體受到磁場施加的安培力大小F;

3)通過導(dǎo)軌的電流I。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某次電動小汽車表演如圖所示,質(zhì)量為2 kg的小汽車從平臺A處出發(fā),以v0=5m/s經(jīng)過B處飛越斜坡,恰落在斜坡底端的C點(diǎn),著地之后瞬間車速變?yōu)?/span>4 m/s,之后沿平直軌道CD運(yùn)動,到達(dá)D點(diǎn)時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī),進(jìn)入半徑為1.8 m圓軌道,運(yùn)動一周后又進(jìn)入水平軌道向右運(yùn)動,直到停車點(diǎn)F時(shí)剛好停下。已知小汽車與水平面的摩擦阻力恒為重力的0.1倍,AC段運(yùn)動過程中風(fēng)力較大,可簡化為受0.8N的水平向右的作用力,豎直方向的空氣作用力忽略不計(jì),過了C點(diǎn)后無風(fēng),不計(jì)空氣作用力。圓軌道可視為光滑。已知AB段長度x0=3mAB平臺高1.25 m,CD段長度x2=2mDF段長度x3=50m。小汽車的自身長度可忽略,g10 m/s2,求:

(1)斜坡傾角的正切值tanθ;

(2)要使小汽車完成上述運(yùn)動,CD段電動機(jī)至少提供多少能量?

(3)DF階段啟用動力回收系統(tǒng),回收效率為30%,則此段小汽車能滑行多遠(yuǎn)?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小明駕駛“未來號”飛船,以接近一萬倍光速的速度在星空中穿梭。當(dāng)他到達(dá)某個(gè)未知恒星天體系統(tǒng)時(shí),他發(fā)現(xiàn)那里有一顆行星非常適合人類居住。小明非常高興地降落在這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的星球上,并把此星球稱為“小明星”。小明走出飛船后,手指向上一指,一個(gè)質(zhì)量為m的虛擬現(xiàn)實(shí)小球出現(xiàn)了,并以初速度v0豎直向上拋出。小球飛出的高度、各個(gè)時(shí)刻的速度、所用時(shí)間等參數(shù)都立刻呈現(xiàn)在小明眼前虛擬屏幕上,同時(shí)接入小明大腦里面的一個(gè)人工腦里。人工腦是一個(gè)10nm左右的植入式芯片,在小明出生時(shí)就植入大腦中,是一個(gè)可以自動升級進(jìn)化的虛擬現(xiàn)實(shí)人工腦,其處理速度是目前最快超級計(jì)算機(jī)的倍。這個(gè)虛擬大腦完全可以代替小明的大腦做任何事情,并可以召喚出符合主人權(quán)限內(nèi)的任何物體。虛擬大腦在排除了小明星上空氣阻力的影響后,得出這個(gè)做豎直上拋運(yùn)動的虛擬現(xiàn)實(shí)球,從拋出到返回小明的手中,用時(shí)t秒,此后立刻消失于無形。已知萬有引力常量為G,虛擬大腦算出了小明星的半徑R。試求:

(1)小明星表明的重力加速度大;

(2)小明星質(zhì)量M;

(3)小明星的第一宇宙速度v

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個(gè)壓點(diǎn)薄膜傳感器,壓電薄膜在受壓時(shí)兩端產(chǎn)生電壓,壓力越大電壓越大,壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮?xí)r,如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線,回路中產(chǎn)生兩脈沖電流,如圖乙所示,即現(xiàn)為闖紅燈,電子眼拍照,則紅燈亮?xí)r( )

A.車輪停在感應(yīng)線上時(shí),電阻R上有恒定電流

B.車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中,電容器先充電后放電

C.車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中,電阻R上的電流先增加后減小

D.汽車前輪剛越過感應(yīng)線,又倒回到線內(nèi),仍會被電子眼拍照

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一輪軸可繞轉(zhuǎn)軸O自由轉(zhuǎn)動,其輪半徑R和軸半徑r之比為32,用輕質(zhì)繩纏繞在輪和軸上,分別在繩的下端吊起質(zhì)量為m0.5kg、M2kg的物塊,將兩物塊由靜止釋放,不計(jì)輪軸的質(zhì)量和一切摩擦,則(取g10m/s2)(  )

A. M下降的加速度為7.5m/s2

B. M下降的加速度約為7.1m/s2

C. 當(dāng)M下降的高度為2.4m時(shí)其速度大小為6.4m/s

D. 當(dāng)M下降的高度為2.4m時(shí)其速度大小為6m/s

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同步練習(xí)冊答案