【題目】如圖所示,一條帶有圓軌道的長軌道水平固定,圓軌道豎直底端分別與兩側的直軌道相切,半徑R=0.5m。物塊A以某一速度滑入圓軌道,滑過最高點Q,再沿圓軌道滑出后,與直軌道上P處靜止的物塊B發(fā)生彈性碰撞,P點左側軌道光滑,右側軌道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段長度都為L=0.1m,物塊與各粗糙段間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.5,A、B的質量均為m=1kg(重力加速度g取10m/s2;A、B視為質點,碰撞時間極短,有陰影的地方代表粗糙段),碰后B最終停止在第100個粗糙段的末端。求:
(1)A剛滑入圓軌道時的速度大小v0;
(2)A滑過Q點時受到的彈力大小F;
(3)碰后B滑至第n個(n<100)光滑段上的速度vn與n的關系式。
【答案】(1)10m/s;(2)150N;(3)vn=m/s,(k100)
【解析】
(1)先求出滑塊每經過一段粗糙段損失的機械能E,進而求得損失的總能量,根據動量守恒和和能量守恒可得A剛滑入圓軌道時的速度大小v0。(2)在最高點Q由機械能守恒求得速度,由牛頓第二定律可得彈力F。(3)算出B滑到第n個光滑段前已經損失的能量,由能量守恒得速度vn與k的關系式。
(1)滑塊每經過一段粗糙段損失的機械能E=mgL,解得E=0.5J
設碰后B的速度為vB,由能量關系有:mvB2=100E
設碰后A的速度為vA,A、B碰撞為彈性碰撞,根據動量守恒和和能量守恒有:
mv0=mvA+mvB
mv02=mvA2+mvB2
解得A剛滑入圓軌道時的速度大小v0=10m/s
(2)從A剛滑入軌道到最高點Q,由機械能守恒有:
mv02=mg2R+mv2
在Q點根據牛頓第二定律得:F+mg=m
解得A滑過Q點時受到的彈力大小F=150N
(3)B滑到第n個光滑段前已經損失的能量E損=kE
由能量守恒有:mvB2-mvn=kE
解得碰后B滑至第n個(n<100)光滑段上的速度vn與k的關系式:vn=m/s,(k100)
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【題目】如圖所示,物體A質量為10kg,物體B質量為2kg,A與水平桌面間的最大靜摩擦力是30N,(g=10m/s2)求:
(1)整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),這時A受到的靜摩擦力是多大?
(2)如果逐漸加大B的重力,而仍保持系統(tǒng)靜止,則B物體重力的最大值是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(1) 某同學用如圖所示的裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗,已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點計時器,還必須選取的器材有________(填字母).
A. 砝碼 B. 重錘 C. 秒表 D. 刻度尺
(2) 實驗中打點計時器接周期為T的交流電源,該同學得到的一條理想紙帶如圖所示,O點對應重物做自由落體運動的初始位置,從合適位置開始選取的三個連續(xù)點A、B、C到O點的距離如圖所示,已知重物的質量為m,重力加速度為g.則從打下O點到B點的過程中,重物減少的重力勢能為___________,重物增加的動能為_____________.
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【題目】一個人站立在商店的自動扶梯的水平踏板上,隨扶梯向上加速,如圖所示。則
A. 人只受重力和踏板的支持力的作用
B. 人對踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小
C. 踏板對人做的功等于人的機械能增加量
D. 人所受合力做的功等于人的動能的增加量
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【題目】如圖所示,水平軌道PAB與四分之一圓弧軌道BC相切于B點,其中,PA段光滑,AB段粗糙,動摩擦因數(shù)μ=0.1,AB段長度L=2m,BC段光滑,半徑R=lm.輕質彈簧勁度系數(shù)k=200N/m,左端固定于P點,右端處于自由狀態(tài)時位于A點,F(xiàn)用力推質量m=2kg的小滑塊,使其緩慢壓縮彈簧,當推力做功W=25J時撤去推力。已知彈簧彈性勢能表達式Ek=,其中,k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,重力加速度取g=10m/s2。
(1)求推力撤去瞬間,滑塊的加速度a;
(2)求滑塊第一次到達圓弧軌道最低點B時的速度;
(3)判斷滑塊能否越過C點,如果能,求出滑塊到達C點的速度vc如果不能,求出滑塊能達到的最大高度h。
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【題目】如圖所示,一位同學玩飛鏢游戲。圓盤最上端有一P點,飛鏢拋出時與P等高,且距離P點為L。當飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準P點拋出的同時,圓盤以經過盤心O點的水平軸在豎直平面內勻速轉動。忽略空氣阻力,重力加速度為g,若飛鏢恰好擊中P點,則( )
A. 飛鏢擊中P點所需的時間為
B. 圓盤的半徑可能為
C. 圓盤轉動角速度的最小值為
D. P點隨圓盤轉動的線速度可能為
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【題目】在一靜止點電荷的電場中,任一點的電勢φ與該點到點電荷的距離r的關系如圖所示.電場中四個點a、b、c和d的電場強度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed,點a到點電荷的距離ra與點a的電勢φa已在圖中用坐標(ra,φa)標出,其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經b、c點移動到d點,在相鄰兩點間移動的過程中,電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項正確的是( )
A. Ea:Eb=4:1 B. Ec:Ed=2:1 C. Wab:Wbc=3:1 D. Wbc:Wcd=1:3
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【題目】一金屬容器置于絕緣板上,帶電小球用絕緣細線懸掛于容器中,容器內的電場線分布如圖所示.容器內表面為等勢面,A、B為容器內表面上的兩點,下列說法正確的是( )
A. A點的電場強度比B點的大
B. 小球表面的電勢比容器內表面的低
C. B點的電場強度方向與該處內表面垂直
D. 將檢驗電荷從A點沿不同路徑移到B點,電場力所做的功不同
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【題目】圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1,電阻R=20Ω,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關.原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是( )
A. 輸入電壓u的表達式u=20sin 50π V
B. 只斷開S2后,L1、L2均正常發(fā)光
C. 只斷開S2后,原線圈的輸入功率增大
D. 若S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W
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