【題目】某工地某一傳輸工件的裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示的情形,AB為一段足夠長(zhǎng)的曲線軌道,BC為一段足夠長(zhǎng)的水平軌道,CD為一段圓弧軌道,圓弧半徑r=1m,三段軌道均光滑。一長(zhǎng)為L=2m、質(zhì)量為M=1kg的平板小車(chē)最初停在BC軌道的最左端,小車(chē)上表面剛好與AB軌道相切,且與CD軌道最低點(diǎn)處于同一水平面。一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m=2kg的工件從距AB軌道最低點(diǎn)h高處沿軌道自由滑下,滑上小車(chē)后帶動(dòng)小車(chē)也向右運(yùn)動(dòng),小車(chē)與CD軌道左端碰撞(碰撞時(shí)間極短)后即被粘在C處。工件只有從CD軌道最高點(diǎn)飛出,才能被站在臺(tái)面DE上的工人接住。工件與小車(chē)的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,取g=10m/s2,

(1)h=2.8m,則工件滑到圓弧底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為多大?

(2)要使工件能被站在臺(tái)面DE上的工人接住,求h的取值范圍.

【答案】(1)(2)

【解析】(1)工件從起點(diǎn)滑到圓弧軌道底端B點(diǎn),設(shè)到B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,根據(jù)動(dòng)能定理:

工件做圓周運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn),由牛頓第二定律得:

由①②兩式可解得:N=40N

由牛頓第三定律知,工件滑到圓弧底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為N=N=40N

(2)①由于BC軌道足夠長(zhǎng),要使工件能到達(dá)CD軌道,工件與小車(chē)必須能達(dá)共速,設(shè)工件剛滑上小車(chē)時(shí)的速度為v0,工件與小車(chē)達(dá)共速時(shí)的速度為v1,假設(shè)工件到達(dá)小車(chē)最右端才與其共速,規(guī)定向右為正方向,則對(duì)于工件與小車(chē)組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律得:

mv0=(m+M)v1

由能量守恒定律得:

對(duì)于工件從AB軌道滑下的過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律得:

代入數(shù)據(jù)解得:h1=3m.

②要使工件能從CD軌道最高點(diǎn)飛出,h1=3m為其從AB軌道滑下的最大高度,設(shè)其最小高度為h,剛滑上小車(chē)的速度為v0,與小車(chē)達(dá)共速時(shí)的速度為v1,剛滑上CD軌道的速度為v2,規(guī)定向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:

mv0=(m+M)v1…⑥

由能量守恒定律得:

工件恰好滑到CD軌道最高點(diǎn),由機(jī)械能守恒定律得:

工件在AB軌道滑動(dòng)的過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律得:

聯(lián)立。⑥⑦⑧⑨,代入數(shù)據(jù)解得:h=m

綜上所述,要使工件能到達(dá)CD軌道最高點(diǎn),應(yīng)使h滿(mǎn)足:m<h3m.

【名師點(diǎn)睛】(1)工件在光滑圓弧上下滑的過(guò)程,運(yùn)用機(jī)械能守恒定律或動(dòng)能定理求出工件滑到圓弧底端B點(diǎn)時(shí)的速度.在B點(diǎn),由合力提供向心力,由牛頓第二定律求出軌道對(duì)工件的支持力,從而得到工件對(duì)軌道的壓力.

(2)由于BC軌道足夠長(zhǎng),要使工件能到達(dá)CD軌道,工件與小車(chē)必須能達(dá)共速,根據(jù)動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律求出滑上小車(chē)的初速度大小,根據(jù)機(jī)械能守恒求出下滑的高度h=3m,要工件能從CD軌道最高點(diǎn)飛出,h=3m為其從AB軌道滑下的最大高度,結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律、機(jī)械能守恒定律求出最小高度,從而得出高度的范圍.

型】解答
結(jié)束】
13

【題目】下列說(shuō)法中正確的是_____

A.雨水不能透過(guò)布雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力

B.分子間的距離r增大,分子間的作用力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大

C.懸浮在液體中的微粒越大,在某一時(shí)間撞擊它的液體分子數(shù)越多,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯

D.溫度升高,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大,但并非每個(gè)分子的速率都增大

E.熱量可以從低溫物體傳到高溫物體

【答案】ADE

【解析】由于液體表面存在張力,故雨水不能透過(guò)布雨傘,故A正確;當(dāng)分子間距離小于平衡距離時(shí),隨分子距離的增大,分子力做正功,分子勢(shì)能減少,當(dāng)分子間距離大于平衡距離時(shí),隨分子距離的增大,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加,故B錯(cuò)誤;懸浮在液體中的微粒越大,在某一瞬間無(wú)規(guī)則撞擊它的液體分子數(shù)越多,抵消越多,布朗運(yùn)動(dòng)越不明顯,故C錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高分子的平均動(dòng)能增大,分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,但個(gè)別分子的速率可能還會(huì)減小,故D正確;熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,但要引起其它變化,故E正確.故選ADE.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是__________.

A.必須稱(chēng)出小球的質(zhì)量

B.斜槽軌道必須是光滑的

C.斜槽軌道末端必須是水平的

D.應(yīng)該使小球每次從斜槽上相同位置從靜止開(kāi)始滑下

2)如圖,某同學(xué)在研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長(zhǎng)L=5.00cm,若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、bc、d所示, ,該同學(xué)利用所學(xué)的知識(shí)判斷出a點(diǎn)不是本次平拋運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn),取a點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),水平方向?yàn)?/span>x軸建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,則拋出點(diǎn)坐標(biāo)為______________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用多用電表測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值,由于第一次選擇的歐姆檔×10不夠合適,現(xiàn)改換另一歐姆檔測(cè)量。兩次測(cè)量時(shí)多用電表指針?biāo)肝恢萌鐖D所示,下面列出第二次測(cè)量的有關(guān)操作:

A將兩表筆短接,并調(diào)零

B將兩表筆分別跟被測(cè)電阻的兩端接觸,觀察指針的位置,記下電阻值

C將多用電表面板上旋鈕調(diào)到×100檔

D將多用電表面板上旋鈕調(diào)到×1檔

E將多用電表面板上旋鈕調(diào)到off位置

1根據(jù)上述有關(guān)操作,將第二次測(cè)量的合理實(shí)驗(yàn)步驟按順序?qū)懗?/span> 。

2該電阻的阻值是

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖虛線a、bc代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,即,實(shí)線為一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,PQ是這條軌跡上的兩點(diǎn),據(jù)此可知

A. P點(diǎn)的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì)

B. 該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)具有的電勢(shì)能大

C. 該質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能比通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)大

D. 該質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度比通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在真空中有水平放置的兩個(gè)平行、正對(duì)金屬平板,板長(zhǎng)為l,兩板間距離為d,在兩極板間加一交變電壓如圖乙,質(zhì)量為m,電荷量為e的電子以速度v0 v0接近光速的1/20)從兩極板左端中點(diǎn)沿水平方向連續(xù)不斷地射入兩平行板之間。若電子經(jīng)過(guò)兩極板間的時(shí)間相比交變電流的周期可忽略不計(jì),不考慮電子間的相互作用和相對(duì)論效應(yīng),則(

A. 當(dāng)Um時(shí),所有電子都能從極板的右端射出

B. 當(dāng)Um時(shí),將沒(méi)有電子能從極板的右端射出

C. 當(dāng)時(shí),有電子從極板右端射出的時(shí)間與無(wú)電子從極板右端射出的時(shí)間之比為12

D. 當(dāng)時(shí),有電子從極板右端射出的時(shí)間與無(wú)電子從極板右端射出的時(shí)間之比為1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量m=4kg的物體靜止在水平面上,在外力F=25N作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng).已知F與水平方向的夾角為37°,物體的位移為5m時(shí),具有50J的動(dòng)能.求:

1)此過(guò)程中,外力F所做的功;

2)此過(guò)程中,物體克服摩擦力所做的功;

3)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因素.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直放置的光滑半圓形絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷,F(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為q的小球從半圓形管的水平直徑端點(diǎn)A靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對(duì)管壁恰好無(wú)壓力。若小球所帶電量很小,不影響O點(diǎn)處的點(diǎn)電荷的電場(chǎng),則置于圓心處的點(diǎn)電荷在B點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為( )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】人類(lèi)對(duì)月球起源問(wèn)題一直很好奇,有種理論認(rèn)為月球是由于某種原因從地球的地殼中飛出的一部分而形成的,現(xiàn)在我國(guó)研制的嫦娥一號(hào)嫦娥二號(hào)衛(wèi)星相繼完成了對(duì)月球的繞月飛行,標(biāo)志著我國(guó)探月工程的第一階段已經(jīng)完成,衛(wèi)星取得了大量科學(xué)數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析,可以了解月球的各方面的性質(zhì),從而推斷上述的月球起源論是否靠譜。

設(shè)嫦娥二號(hào)衛(wèi)星環(huán)繞月球的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng),它距月球表面的高度比較小,估算時(shí)可近似認(rèn)為是貼近月球表面飛行,其繞月飛行周期約為2h,已知引力常量為G=6.67×10-11Nm2/kg2.

1)估算月球的平均密度(結(jié)果保留2位有效數(shù)字);

2)實(shí)際中嫦娥二號(hào)距離月球表面有一定高度,經(jīng)理論分析第一問(wèn)中的計(jì)算結(jié)果和實(shí)際值相比大約有25%的偏差,求出經(jīng)過(guò)修正后的月球密度,有效位數(shù)同第一問(wèn)。

3)若已知地球地殼的平均密度在2.6~2.9×103kg/m3之間,題目開(kāi)頭的月球起源理論是否合理?(給出判斷即可)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)先后用多用表的歐姆擋和伏安法分別測(cè)量一個(gè)定值電阻Rx的值。如圖甲為多用表歐姆擋的原理示意圖,其中電流表的滿(mǎn)偏電流為300A,內(nèi)阻rg=100,調(diào)零電阻最大阻值R=50k,電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5V。如圖乙將歐姆表調(diào)零后,把Rx接入兩表筆之間,發(fā)現(xiàn)指針指在表盤(pán)刻度中央。用伏安法測(cè)量Rx時(shí),實(shí)驗(yàn)室提供的器材規(guī)格如下:

①電流表A1(量程30mA,內(nèi)阻約10);電流表A2(量程03A,內(nèi)阻約1);

②電壓表(量程150V,內(nèi)阻約5k)

③直流電源(輸出電壓12V,內(nèi)阻不計(jì));

④滑動(dòng)變阻器(阻值范圍015,允許最大電流1A);

⑤電健一個(gè),導(dǎo)線若干條;

(1)該歐姆表能夠比較準(zhǔn)確測(cè)量的阻值范圍是_________

A30K~80k

B3k8k

C300800

D3080

(2)用伏安法測(cè)量Rx時(shí),應(yīng)選用的電流表是______(填“A1”或“A2”)

(3)根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求,在實(shí)物圖上(圖丙)補(bǔ)全連線______。

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