【題目】光滑圓軌道和兩傾斜直軌道組成如圖所示裝置,其中直軌道bc粗糙,直軌道cd光滑,兩軌道相接處為一很小的圓弧.質(zhì)量為m=0.1 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)軌道最高點(diǎn)a時(shí)的速度大小為v=4 m/s,當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道與直軌道bc的相切處b時(shí),脫離圓軌道開(kāi)始沿傾斜直軌道bc滑行,到達(dá)軌道cd上的d點(diǎn)時(shí)速度為零.若滑塊變換軌道瞬間的能量損失可忽略不計(jì),已知圓軌道的半徑為R=0.25 m,直軌道bc的傾角θ=37°,其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=26.25 m,d點(diǎn)與水平地面間的高度差為h=0.2 m,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6.求:
(1)滑塊在圓軌道最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)軌道的壓力大;
(2)滑塊與直軌道bc間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)滑塊在直軌道bc上能夠運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
【答案】(1)5.4 N (2)0.8 (3)7.66 s
【解析】
試題分析:(1)在圓軌道最高點(diǎn)a處對(duì)滑塊,
由牛頓第二定律得:mg+N=m,
得N=m(-g)=5.4 N
由牛頓第三定律得滑塊在圓軌道最高點(diǎn)a時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為5.4 N.
(2)從a點(diǎn)到d點(diǎn)全程,由動(dòng)能定理得:
mg(R+Rcos θ+Lsin θ-h(huán))-μmgcos θ·L=0-mv2
μ==0.8
(3)設(shè)滑塊在bc上向下滑動(dòng)的加速度為a1,時(shí)間為t1,向上滑動(dòng)的加速度為a2,時(shí)間為t2,在c點(diǎn)時(shí)的速度為vc.
由c到d:mv=mgh
vc==2 m/s
a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程:mgR(1+cos θ)=mv-mv2
vb==5 m/s
在軌道bc上:
下滑:L=t1 t1==7.5 s
上滑:mgsin θ+μmgcos θ=ma2
a2=gsin θ+μgcos θ=12.4 m/s2
0=vc-a2t2
t2== s≈0.16 s
μ>tan θ,滑塊在軌道bc上停止后不再下滑
滑塊在bc斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間:
t總=t1+t2=(7.5+0.16)s=7.66 s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】假設(shè)跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面時(shí)速度方向與水平面的夾角為α,運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)?yōu)?/span>4L,騰空過(guò)程中離地面的最大高度為L(zhǎng),若不計(jì)空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.運(yùn)動(dòng)員在空中的時(shí)間為
B.運(yùn)動(dòng)員在空中最高點(diǎn)的速度大小為
C.運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面時(shí)的豎直分速度為
D.運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)地面時(shí)速度方向與水平面的夾角α的正切值為1
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(多選)嫦娥三號(hào)探測(cè)器由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射,首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察.嫦娥三號(hào)的飛行軌道示意圖如圖所示.假設(shè)嫦娥三號(hào)在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),只受到月球的萬(wàn)有引力,則( )
A.若已知嫦娥三號(hào)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量,則可算出月球的密度
B.嫦娥三號(hào)由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí),應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其減速
C.嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度
D.嫦娥三號(hào)在動(dòng)力下降階段,其引力勢(shì)能減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于重心的說(shuō)法正確的是( )
A. 重心是物體的各部分所受重力的合力的作用點(diǎn)
B. 形狀規(guī)則的物體的重心必與其幾何中心重合
C. 重心是物體上最重的一點(diǎn)
D. 直鐵絲被彎曲后,重心便不在中點(diǎn),但一定還在鐵絲上
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,傾角θ=30°、長(zhǎng)L=4.5 m的斜面,底端與一個(gè)光滑的圓弧軌道平滑連接,圓弧軌道底端切線水平.一質(zhì)量為m=1 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始沿斜面下滑,經(jīng)過(guò)斜面底端B后恰好能到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)C,又從圓弧軌道滑回,能上升到斜面上的D點(diǎn),再由D點(diǎn)由斜面下滑沿圓弧軌道上升,再滑回,這樣往復(fù)運(yùn)動(dòng),最后停在B點(diǎn).已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=,g=10 m/s2,假設(shè)物塊經(jīng)過(guò)斜面與圓弧軌道平滑連接處速率不變.求:
(1)物塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次到B點(diǎn);
(2)物塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力;
(3)物塊在斜面上滑行的總路程.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng).小物塊和小車之間的摩擦力為f,小物塊滑到小車的最右端時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離為x.此過(guò)程中,以下結(jié)論正確的是( )
A.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-f)·(L+x)
B.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為fx
C.小物塊克服摩擦力所做的功為f(L+x)
D.小物塊和小車增加的機(jī)械能為F(L+x)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,虛線a、b、c代表電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等,即Uab=Ubc,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,P、R、Q是這條軌跡上的三點(diǎn),R同時(shí)在等勢(shì)面b上,據(jù)此可知( )
A. 三個(gè)等勢(shì)面中,c的電勢(shì)最高
B. 帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的電勢(shì)能比在Q點(diǎn)的電勢(shì)能小
C. 帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和比在Q點(diǎn)的小
D. 帶電質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的加速度比在Q的加速度大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,正確操作并獲得了合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
(1)該實(shí)驗(yàn)小組獲得的金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如下圖所示,則它們的讀數(shù)依次是________mm、________A、________V.
(2)該實(shí)驗(yàn)小組在將金屬絲接入電路前用萬(wàn)用表測(cè)量它的電阻.測(cè)量步驟如下,請(qǐng)你幫該實(shí)驗(yàn)小組完成實(shí)驗(yàn)步驟:
A.先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.
B.將紅、黑表筆分別插入正、負(fù)表筆插孔,將選擇開(kāi)關(guān)撥至電阻測(cè)量擋×10擋處,將紅、黑表筆短接,旋動(dòng)部件_______(填“K”或“T”或“S”),使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的_______(填“0刻線”或“∞刻線”).
C.將紅、黑表筆分別接金屬絲兩端,發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大,為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,應(yīng)換到_____(填“×100” 或“×1”)檔,再進(jìn)行______(填 “機(jī)械調(diào)零”或“歐姆調(diào)零”),重新測(cè)金屬絲的電阻。
D.測(cè)量完成后,將選擇開(kāi)關(guān)撥向________位置.( 填 “直流電壓最高擋”或“交流電壓最高擋”)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,用一塊長(zhǎng)L=1.0m的木板在墻和水平地面間架設(shè)斜面,斜面與水平地面的傾角θ可在0~60°間調(diào)節(jié)后固定.將質(zhì)量m=0.2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放,物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.05,物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.8,忽略物塊在斜面與水平地面交接處的能量損失.(已知重力加速度取g=10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)
(1)當(dāng)θ角增大到多少時(shí),物塊恰能從斜面開(kāi)始下滑;(用正切值表示)
(2) θ角增大到37°時(shí),物塊沿斜面下滑時(shí)的加速度為多大?
(3) θ角增大到多大時(shí),物塊停止時(shí)與墻面的距離最大,求此最大距離xm.
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