【題目】為了研究過(guò)山車的原理,某物理小組提出了下列的設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為,長(zhǎng)為的傾斜軌道AB,通過(guò)微小圓弧與長(zhǎng)為的水平軌道BC相連,然后在C處設(shè)計(jì)一個(gè)豎直完整的光滑圓軌道,出口為水平軌道D,如圖所示,F(xiàn)將一個(gè)小球從距A點(diǎn)高為的水平臺(tái)面上以一定的初速度水平彈出,到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知小球與AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。取。
求:(1)小球初速度的大;
(2)小球滑過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速率;
(3)要使小球不離開(kāi)軌道,則豎直圓弧軌道的半徑R應(yīng)該滿足什么條件。
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】試題分析:(1)小球離開(kāi)彈簧后做平拋運(yùn)動(dòng)到達(dá)A點(diǎn),豎直方向:由可知
在A點(diǎn)的速度恰好沿AB方向,由幾何關(guān)系可知:
水平方向分速度即小球的初速度
(2)從A經(jīng)B到C點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得:
小球滑過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速率
(3)①若小球能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn),做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則其不脫離軌道。
小球剛能通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),小球在最高點(diǎn)與軌道沒(méi)有相互作用,重力提供向心力。
根據(jù)牛頓第二定律:
小球由C運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最高點(diǎn),機(jī)械能守恒:
得:,即軌道半徑不能超過(guò)1.08m。
②若小球沒(méi)有到達(dá)圓形軌道的與圓心等高處速度就減小到零,此后又沿軌道滑下,則其也不脫離軌道。
此過(guò)程機(jī)械能守恒,小球由C到達(dá)剛與圓心等高處,有:
得:,即軌道半徑不能小于2.7m。
③若圓形軌道半徑太大,就會(huì)與傾斜軌道相交,故圓形軌道半徑最大時(shí)恰遇傾斜軌道相切。
當(dāng)圓軌道與AB相切時(shí),由幾何關(guān)系得:,即圓軌道的半徑不能超過(guò)1.5m。
綜上所述,要使小球不離開(kāi)軌道,R應(yīng)該滿足的條件是:。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( 。
A.動(dòng)能不變,物體的動(dòng)量—定不變
B.動(dòng)量為零時(shí),物體一定處于平衡狀態(tài)
C.物體受到恒力的沖量也可能做曲線運(yùn)動(dòng)
D.物體所受合外力大小不變時(shí),其動(dòng)量大小一定要發(fā)生改變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,輕彈簧左端固定在水平地面的N點(diǎn)處,彈簧自然伸長(zhǎng)時(shí)另一端位于O點(diǎn),水平面MN段為光滑地面,M點(diǎn)右側(cè)為粗糙水平面,現(xiàn)有質(zhì)量相等均為m的A、B滑塊,先用滑塊B向左壓縮彈簧至P點(diǎn),B和彈簧不栓接,由靜止釋放后向右運(yùn)動(dòng)與靜止在M點(diǎn)的A物體碰撞,碰撞后A與B粘在一起,A向右運(yùn)動(dòng)了L之后靜止在水平面上,已知水平面與滑塊之間滑動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ,求:
(1)B剛與A碰撞后,A的速度大小?
(2)B將彈簧壓縮至P點(diǎn)時(shí)克服彈力所做的功?
(3)若將B物體換成質(zhì)量是2m的C物體,其余條件不變,則求A向右運(yùn)動(dòng)的距離是多少?
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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m2=2kg和m3=3kg的物體靜止放在光滑水平面上,兩者之間有壓縮著的輕彈簧(與m2、m3不拴接).質(zhì)量為m1=1kg的物體以速度v0=9m/s向右沖來(lái),為了防止沖撞,釋放彈簧將m3物體發(fā)射出去,m3與m1碰撞后粘合在一起.試求:
(1)m3的速度至少多大,才能使以后m3和m2不發(fā)生碰撞?
(2)為保證m3和m2恰好不發(fā)生碰撞,彈簧的彈性勢(shì)能至少多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形ABCD處在豎直平面內(nèi)。一帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為+q,重力不計(jì),以水平速度v0從A點(diǎn)射入正方形區(qū)域。為了使帶電粒子能從C點(diǎn)射出正方形區(qū)域,可以在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)加一個(gè)豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),也可以在D點(diǎn)放入一個(gè)點(diǎn)電荷,則下列說(shuō)法正確的是
A. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向上,且電場(chǎng)強(qiáng)度
B. 放入D點(diǎn)的點(diǎn)電荷應(yīng)帶負(fù)電,且電荷量(為靜電力常量)
C. 粒子分別在勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小之比為2∶1
D. 粒子分別在勻強(qiáng)電場(chǎng)和點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C 點(diǎn)所需時(shí)間之比為2∶π
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度的關(guān)系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz。 實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做 。
A.是為了使釋放小車后,小車能勻加速下滑 |
B.是為了增大小車下滑的加速度 |
C.可使得橡皮筋做的功等于合外力對(duì)小車做的功 |
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中。
(1)下列實(shí)驗(yàn)操作順序正確合理的一項(xiàng)是 (填序號(hào))
A.先將固定在重物上的紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,再將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上 |
B.先用手提著紙帶,使重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下方,再接通電源 |
C.先放開(kāi)紙帶讓重物下落,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器的電源 |
D.先取下固定在重物上的打好點(diǎn)的紙帶,再切斷打點(diǎn)計(jì)器的電源 |
(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>
g =9.8m/s2,測(cè)得所用的重物的質(zhì)量1.00kg,實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖,把第一個(gè)點(diǎn)記作O,另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A,B,C,D作為測(cè)量的點(diǎn),經(jīng)測(cè)量知道A,B,C,D個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm,70.18cm,77.70cm,85.73cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能的減少等于____ _ J,動(dòng)能增加量等于____ _ J。 (計(jì)算結(jié)果留三位有效數(shù)字)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌,間距L=0.5m。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°。NQ⊥MN,NQ間連接有一個(gè)R=3Ω的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,磁感強(qiáng)度為B0=1T。將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的電阻r=2Ω,其余部分電阻不計(jì),F(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與NQ平行。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)速度大小開(kāi)始保持不變,cd 距離NQ為s=2m。試解答以下問(wèn)題:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0. 8)
(1)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度是多大?
(2)從靜止開(kāi)始直到達(dá)到穩(wěn)定速度的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?
(3)若將金屬棒滑行至cd處的時(shí)刻記作t=0,從此時(shí)刻起,讓磁感強(qiáng)度逐漸減小,可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,則t=1s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】滑塊a、b沿水平面上同一條直線發(fā)生碰撞;碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動(dòng);經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,從光滑路段進(jìn)入粗糙路段。兩者的位置x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。求:
(ⅰ)滑塊a、b的質(zhì)量之比;
(ⅱ)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,兩滑塊克服摩擦力做的功與因碰撞而損失的機(jī)械能之比。
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