【題目】如圖所示,光滑曲面與光滑水平導(dǎo)軌MN相切,導(dǎo)軌右端N處于水平傳送帶理想連接,傳送帶長(zhǎng)度L=4m,皮帶輪沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)皮帶以恒定速率v=4.0m/s運(yùn)動(dòng).滑塊B、C之間用細(xì)繩相連,其間有一壓縮的輕彈簧,B、C與細(xì)繩、彈簧一起靜止在導(dǎo)軌MN上.一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊A從h=0.2m高處由靜止滑下,已知滑塊A、B、C質(zhì)量均為m=2.0kg,滑塊A與B碰撞后粘合在一起,碰撞時(shí)間極短.因碰撞使連接B、C的細(xì)繩受擾動(dòng)而突然斷開(kāi),彈簧伸展,從而使C與A、B分離.滑塊C脫離彈簧后以速度vC=2.0m/s滑上傳送帶,并從右端滑出落至地面上的P點(diǎn).已知滑塊C與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10m/s2.
(1)求滑塊C從傳送帶右端滑出時(shí)的速度大;
(2)求滑塊B、C與細(xì)繩相連時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能EP;
(3)若每次實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)彈簧的壓縮情況相同,要使滑塊C總能落至P點(diǎn),則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值vm是多少?
【答案】(1) 4.0m/s (2) (3)
【解析】
試題C在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律求出加速度,然后應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出C離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度.A、B碰撞過(guò)程、彈簧彈開(kāi)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律可以求出彈簧的彈性勢(shì)能.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求出滑塊A的最大速度.
(1)滑塊C滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v=4m/s所用的時(shí)間為t,加速度大小為a,在時(shí)間t內(nèi)滑塊C的位移為x,有,,
代入數(shù)據(jù)可得:,
滑塊C在傳送帶上先加速,達(dá)到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng),并從右端滑出,則滑塊C從傳送帶右端滑出時(shí)的速度為v=4.0m/s
(2)設(shè)A、B碰撞前A的速度為v0,A、B碰撞后的速度為v1,A、B與C分離時(shí)的速度為v2,有,,
A、B碰撞后,彈簧伸開(kāi)的過(guò)程系統(tǒng)能量守恒:
代入數(shù)據(jù)可解得:
(3)在題設(shè)條件下,若滑塊A在碰撞前速度有最大值,則碰撞后滑塊C的速度有最大值,它減速運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端時(shí),速度應(yīng)當(dāng)恰好等于傳送帶的速度v.設(shè)A與B碰撞后的速度為,分離后A與B的速度為,滑塊C的速度為,C在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的末速度為v=4m/s,加速度大小為2m/s2,有:
解得:
以向右為正方向,A、B碰撞過(guò)程:,
彈簧伸開(kāi)過(guò)程:,
。
代入數(shù)據(jù)解得:m/s。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動(dòng),其速度v隨時(shí)間t變化的v-t圖像如圖所示,已知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度方向沿x軸正方向;t2-t1= t3-t2。則下列說(shuō)法正確的是
A. t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度均為零
B. t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)即將向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
C. 質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻和t3時(shí)刻的速度相同
D. 質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻和t3時(shí)刻的加速度大小相等方向相反
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于電場(chǎng),下列敘述正確的是( 。
A. 以點(diǎn)電荷為圓心,r為半徑的球面上,各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都相同
B. 正電荷周?chē)碾妶?chǎng)一定比負(fù)電荷周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)大
C. 在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入檢驗(yàn)電荷q,該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為,取走q后,該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不變
D. 電荷所受電場(chǎng)力大,該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定很大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】a、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn),它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn).電場(chǎng)線與矩形所在平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)為20 V,b點(diǎn)的電勢(shì)為24 V,d點(diǎn)的電勢(shì)為4 V,如圖由此可知c點(diǎn)的電勢(shì)為 V
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一帶電粒子從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),軌跡如圖中虛線所示. 不計(jì)粒子所受重力,則( )
A. 粒子帶正電
B. 粒子加速度
C. A點(diǎn)的電勢(shì)能大于B點(diǎn)的電勢(shì)能
D. 粒子的初速度不為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】汽車(chē)在水平地面的啟動(dòng)和剎車(chē)過(guò)程可看作勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng),地面的潮濕與干燥會(huì)影響剎車(chē)時(shí)間及剎車(chē)距離,但對(duì)啟動(dòng)過(guò)程影晌不大。已知汽車(chē)以同樣的速度行駛時(shí),在潮濕地面上剎車(chē)時(shí)間比在干燥地面上剎車(chē)時(shí)間長(zhǎng)△t,同時(shí)△t與汽車(chē)的初始速度v的大小滿(mǎn)足數(shù)值關(guān)系。在某次實(shí)驗(yàn)中,汽車(chē)在離某障礙物一定距離處由靜止開(kāi)始加速,當(dāng)速度達(dá)到3 m /s時(shí)開(kāi)始剎車(chē),在潮濕地面上時(shí),汽車(chē)最終以2 m /s撞向障礙物,而在干燥地面上,汽車(chē)恰好停在障礙物前面,汽車(chē)在干燥地面上剎車(chē)時(shí)加速度為 ( )
A. 3.2 m/s2 B. 4.8 m/s2 C. m/s2 D. m/s2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)不帶電的枕型導(dǎo)體AB,放在帶正電的導(dǎo)體C附近(它們均與地絕緣)達(dá)到靜電平衡后,下列說(shuō)法正確的是( 。
A. A端帶負(fù)電 B. B端帶負(fù)電
C. 電勢(shì)φA>φB D. 電勢(shì)φA<φB
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,小船在靜水中的速度大小為v,方向與上游河岸成θ角,從A處過(guò)河,正好到達(dá)正對(duì)岸的B處、現(xiàn)水流速度變大少許,要使小船過(guò)河也正好到達(dá)正對(duì)岸的B處,下列方法可行的有()
A. 保持θ角不變,同時(shí)增大v B. 保持θ角不變,同時(shí)減小v
C. 保持v不變,同時(shí)增大θ D. 保持v不變,同時(shí)減小θ
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在同一公路上有a、b、c三輛汽車(chē),t=0時(shí)三輛車(chē)位于同一位置,它們的v-t 圖像如圖所示。根據(jù)圖像中的信息,以下說(shuō)法正確的是
A. 在0~2s內(nèi),a車(chē)靜止不動(dòng)
B. 在0~8s內(nèi),b車(chē)與c車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向相同
C. 在3s~4s之間的某個(gè)時(shí)刻,a車(chē)與c車(chē)相遇
D. 在2s~6s內(nèi),三輛車(chē)中運(yùn)動(dòng)加速度最小的是b車(chē)
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