【題目】如圖所示,水平軌道ABCD與豎直圓軌道平滑相接于最低點(diǎn),圓軌道在最低點(diǎn)稍微里外錯開一點(diǎn),外面是B點(diǎn),里面是C點(diǎn)。整個(gè)軌道除AB部分粗糙外,其余部分均光滑,AB長度為S=10m。在CD部分的右側(cè)有一與CD等高的傳送帶緊靠D點(diǎn),并順時(shí)針轉(zhuǎn)動。質(zhì)量為m2=1kg的乙物體靜止在B點(diǎn),質(zhì)量為m1=0.5kg的物體甲從A點(diǎn)在恒定的拉力F=5N的作用下由靜止開始向右運(yùn)動,F與水平方向夾角為θ=37°,物體甲與AB間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.2,物體運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)撤去拉力,隨后甲、乙發(fā)生正碰,碰后甲物體靜止,乙物體滑上圓軌道,圓軌道的半徑為R=0.5m,g=10m/s2,取sin37°=0.6,AB可視為質(zhì)點(diǎn),求:

(1)物體乙運(yùn)動到圓軌道最高點(diǎn)E時(shí)對軌道的壓力為多大?

(2)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速可隨意調(diào)節(jié),使得物體乙離開傳送帶時(shí)速度隨之變化。物體乙與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.3,傳送帶的長度為L=3m,則物體滑離傳送帶的速度在什么范圍內(nèi)?

【答案】(1)22N; (2)m/s≤v m/s

【解析】試題分析:對物體受力分析,根據(jù)平衡條件和動能定理求出到達(dá)B點(diǎn)的速度,物體甲和乙碰撞過程動量守恒和機(jī)械能守恒聯(lián)立解得到達(dá)E點(diǎn)的速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出壓力;若傳送帶速度足夠小,則物體一直減速滑過,此時(shí)滑離傳送帶具有最小速度,由動能定理求出最小速度,若傳送帶速度足夠大,物體一直加速滑過,此時(shí)滑離傳送帶具有最大速度,由動能定理求出最大速度,從而求出范圍。

(1)AB過程中,物體受力分析如圖所示

根據(jù)平衡條件可得:

解得:FN1=2N

摩擦力為:=0.4N

由動能定理得:

解得:v0=12m/s

物體甲和乙碰撞過程動量守恒,有:m1v0=m2v1

解得:v1=6m/s

物體乙在光滑軌道上運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,則從BE的過程中,由機(jī)械能守恒定律得:

解得:v2=4m/s

根據(jù)牛頓第二定律:

解得:FN2=22N

由牛頓第三定律得乙到圓軌道最高點(diǎn)E時(shí)對軌道的壓力大小F 2'=22N

(2)①若傳送帶速度足夠小,則物體一直減速滑過,此時(shí)滑離傳送帶具有最小速度,由動能定理得:

其中: FN3=m2g

解得:m/s

②若傳送帶速度足夠大,物體一直加速滑過,此時(shí)滑離傳送帶具有最大速度,由動能定理得:

解得:m/s

綜上所述,物體滑離傳送帶的速度應(yīng)有:m/s≤vm/s

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,兩根靠得很近的平行長直導(dǎo)線①、②,分別通以向上的電流I1、I2,且I1>I2,導(dǎo)線①②受到的安培力大小分別為F1F2,則F1______F2(選填“>”、“<”“=”);導(dǎo)線①受到的安培力F1的方向?yàn)?/span>___________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組研究木塊與某粗糙木板間的摩擦因數(shù),步驟如下:

1)如圖甲,在該木板上放置一木塊,木塊與一水平彈簧左端相連,彈簧右端連接在位置固定的傳感器上.傳感器與木板未接觸.傳感器可以測出彈簧拉力F和對應(yīng)的木塊位移大小x,數(shù)據(jù)(F,x)可以通過電腦實(shí)時(shí)同步保存并自動畫出Fx圖象。

2)調(diào)節(jié)裝置使F、x均為0.然后緩慢向左拉動木板.得到多組數(shù)據(jù)(F,x),木塊與木板相對滑動后,控制木板立即靜止,整個(gè)過程彈簧始終在彈性限度內(nèi).電腦中得到如圖乙Fx圖象。其中Fm、xm為記錄數(shù)據(jù)F、x中的最大值.己知木塊質(zhì)量為m,重力加速度取g,滑動摩擦力等于最大靜摩捸力.用圖象中獲得的數(shù)據(jù)和己知量表示下列物理量。

①整個(gè)過程中彈簧彈性勢能最大值為_____;

②摩擦力對木塊所做的功為____

③木塊與粗糙板間摩擦因數(shù)______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平面上AB間有一長度x=4m的凹槽,長度為L=2m、質(zhì)量M=1kg的木板靜止于凹槽右側(cè),木板厚度與凹槽深度相同,水平面左側(cè)有一半徑R=0.4m的豎直半圓軌道,右側(cè)有一個(gè)足夠長的圓弧軌道,A點(diǎn)右側(cè)靜止一質(zhì)量m1=0.98kg的小木塊.射釘槍以速度v0=100m/s射出一顆質(zhì)量m0=0.02kg的鐵釘,鐵釘嵌在木塊中并滑上木板,木板與木塊間動摩擦因數(shù)μ=0.05,其它摩擦不計(jì).若木板每次與A、B相碰后速度立即減為0,且與A、B不粘連,重力加速度g=10m/s2.:

(1)鐵釘射入木塊后共同的速度V;

(2)木塊經(jīng)過豎直圓軌道最低點(diǎn)C時(shí),對軌道的壓力大小FN;

(3)木塊最終停止時(shí)離A點(diǎn)的距離s.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓弧軌道ABC被豎直固定,其左端點(diǎn)A的切線沿豎直方向,圓心O與右端點(diǎn)C的連線與豎直方向夾角為θ=37°。現(xiàn)將可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=0.5kg的小球從A點(diǎn)由靜止釋放,小球從C點(diǎn)沖出后,最終垂直打在右方的豎直墻上的D點(diǎn)(未畫出),C端與墻壁的水平距離為l=4.8m,不計(jì)一切摩擦和阻力,g=10m/s2,則下列說法正確的是:

A. 圓弧軌道的半徑為6.25m

B. 小球在軌道最低點(diǎn)B對軌道的壓力大小為10N

C. AD的整個(gè)過程中,重力的功率先增加后減小

D. CD重力的沖量為3N·s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是

A. 可知,若電阻兩端所加電壓為0,則此時(shí)電阻阻值為0

B. E=F/q可知,若檢驗(yàn)電荷在某處受電場力大小為0,說明此處場強(qiáng)大小一定為0

C. B=F/IL可知,若一小段通電導(dǎo)體在某處受磁場力大小為0,說明此處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定為0

D. 可知,若通過回路的磁通量大小為0,則感應(yīng)電動勢的大小也為0

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光電倍增管可將光信號轉(zhuǎn)化為電信號并逐級放大,其前兩個(gè)平行倍增極結(jié)構(gòu)如圖。當(dāng)頻率為的入射光照射到第1倍增極的上表面MN時(shí),極板上表面逸出大量速率不同、沿各個(gè)方向運(yùn)動的光電子,空間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,可使從MN逸出的部分光電子打到第2倍增極的上表面PQ。已知第1倍增極金屬的逸出功為W,兩個(gè)倍增極長度均為d,水平間距為,豎直間距為,光電子電量為e、質(zhì)量為m,普朗克常量為h,僅考慮光電子在紙面內(nèi)運(yùn)動且只受洛倫茲力作用。

1)求從MN上逸出的光電子的最大速率。

2)若以最大速率、方向垂直MN逸出的光電子可以全部到達(dá)PQ,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。

3)若保持(2)中的磁場不變,關(guān)閉光源后,發(fā)現(xiàn)仍有光電子持續(xù)擊中PQ,求關(guān)閉光源后光電子持續(xù)擊中PQ的時(shí)間。

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【題目】如圖所示,半徑為R的透明半球體,在半球體右側(cè)平行底面放置一個(gè)光屏。現(xiàn)在有一束平行單色光垂直半球底面射向透明半球體,經(jīng)半球體折射后在光屏上形成光斑,將光屏由半球體頂部向右平移至距頂部處時(shí),光斑逐漸減小為半徑為的圓。已知光在真空中的傳播速度為c,求:

①透明半球體對該單色光的折射率;

②從底面圓心O處射入的單色光在透明半球體內(nèi)傳播的時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,固定斜面足夠長,斜面與水平面的夾角α=30°,一質(zhì)量為3m的“L”型工件沿斜面以速度v0勻速向下運(yùn)動,工件上表面光滑,其下端連著一塊擋板。某時(shí),一質(zhì)量為m的小木塊從工件上的A點(diǎn),沿斜面向下以速度v0滑上工件,當(dāng)木塊運(yùn)動到工件下端時(shí)(與擋板碰前的瞬間),工件速度剛好減為零,后木塊與擋板第1次相碰,以后每隔一段時(shí)間,木塊就與工件擋板碰撞一次。已知木塊與擋板都是彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短,木塊始終在工件上運(yùn)動,重力加速度為g。求:

(1)木塊滑上工件時(shí),木塊、工件各自的加速度大小。

(2)木塊與擋板第1次碰撞后的瞬間,木塊、工件各自的速度大小。

(3)木塊與擋板第1次碰撞至第nn=2,3,4,5,…)次碰撞的時(shí)間間隔及此時(shí)間間隔內(nèi)木塊和工件組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E。

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