【題目】如圖所示,質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的軌道上,質(zhì)量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質(zhì)細桿與滑塊上的光滑軸O連接,小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞0軸自由轉(zhuǎn)動。開始輕桿處于水平狀態(tài),現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v0=4m/s。

(1)若鎖定滑塊,求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向;

(2)若解除對滑塊的鎖定,求小球通過最高點時的速度大。

(3)在滿足(2)的條件下,求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點與小球起始位置點間的距離.

【答案】12N22m/s3

【解析】1)設(shè)小球能通過最高點,且此時的速度為,在上升過程中,因只有重力做功,小球的機械能守恒。則

設(shè)小球到達最高點時,輕桿對小球的作用力為F,方向向下,則

②③式,得

由牛頓第三定律可知,小球?qū)p桿的作用力大小為,方向豎直向上。

2)解除鎖定后,設(shè)小球通過最高點時的速度為,此時滑塊的速度為V。在上升過程中,因系統(tǒng)在水平方向不受外力作用,水平方向的動量守恒。以水平向右的方向為正方向,有

在上升過程中,因只有重力做功,系統(tǒng)的機械能守恒,則

⑤⑥式,得

3)設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點與小球起始位置點間的距離為,滑塊向左移動的距離為,任意時刻小球的水平速度大小為,滑塊的速度大小為。由系統(tǒng)水平方向的動量守恒,得

式兩邊同乘以,得

式對任意時刻附近的微小間隔都成立,累積相加后,有

式得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,將一質(zhì)量分布均勻的長木板靜止放在光滑的水平面上,一個小滑塊(可視為質(zhì)點)以水平初速度v0=6 m/s,由木板左端向右滑動,到達右端時恰能與木板保持相對靜止。已知長木板的質(zhì)量是小滑塊質(zhì)量的2倍,小滑塊和長木板之間的動摩擦因素,g取10 m/s2。求:

(1)小滑塊到達長木板右端時的速度大小v

(2)長木板的長度L;

(3)若將長木板分成等長的兩段AB,并緊挨著放在原水平面上,如圖乙所示。讓小滑塊仍以初速度v0=6 m/s由A的左端開始向右滑動,求小滑塊最終離B的右端的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列計時數(shù)據(jù)指時間間隔的是

A. 《相聲有新人》每周六晚8點播出

B. 嫦娥三號于北京時間2013122130分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射

C. 第十八屆亞運動會男子800米自由泳決賽中,中國選手孫楊以74836的成績奪得冠軍

D. 由北京開往深圳的列車于2218分從北京站開出

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一直立氣缸由兩個橫截面積不同的長度足夠長的圓筒連接而成,活塞A、B間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,A的上方和B的下方分別與大氣相通。兩活塞用長為L=30cm的不可伸長的質(zhì)量可忽略不計的細桿相連,可在缸內(nèi)無摩擦地上下滑動。當(dāng)缸內(nèi)封閉氣體的溫度為T1=450K時,活塞A、B的平衡位置如圖所示。已知活塞A、B的質(zhì)量分別為mA=2.0kg,mB=1.0kg.橫截面積分別為SA=20cm2、SB=10cm2,活塞厚度不計,大氣壓強為p0=1.0×105Pa,重力加速度大小為g=10m/s2。求:

①缸內(nèi)溫度緩慢升高到500K時氣體的體積;

②缸內(nèi)溫度緩慢升高到900K時氣體的壓強。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組利用彈簧秤和刻度尺測量滑塊在木板上運動的最大速度;

實驗步驟:

用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力,記作G

將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上,通過水平細繩和固定彈簧秤相連,如圖甲所示。在A端向右拉動木板,待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后,將讀數(shù)記作F

改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量,重復(fù)步驟①②;

實驗數(shù)據(jù)如下表所示:

G/N

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

F/N

0.59

0.83

0.99

1.22

1.37

1.61

如圖乙所示,將木板固定在水平桌面上,滑塊置于木板上左端C處,細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接,保持滑塊靜止,測量重物P離地面的高度h;

滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞),測量C、D間的距離S

完成下列作圖和填空:

1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出圖線;

2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù) (保留2位有效數(shù)字);

3)滑塊最大速度的大小 (用h、s、和重力加速度g表示);

4)實驗過程中是否需勻速拉動木板? (填)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個質(zhì)量均為m的小木塊ab(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l ,木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g,若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動,用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度,下列說法正確的是(   )

A. a、b所受的摩擦力始終相等

B. 隨著圓盤轉(zhuǎn)動角速度的增大,ba先滑動

C. ωa開始滑動的臨界角速度

D. 當(dāng)ω時,a所受摩擦力的大小為kmg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)查閱電動車使用說明書知道自家電動車的電源是鉛蓄電池,他通過以下操作測量該電池的電動勢和內(nèi)阻。

⑴先用多用電表粗測電池的電動勢。把電表的選擇開關(guān)撥到直流電壓50V檔,將兩只表筆與電池兩極接觸,此時多用電表的指針位置如圖甲所示,讀出該電池的電動勢為____V。

⑵再用圖乙所示裝置進一步測量。多用電表的選擇開關(guān)撥向合適的直流電流檔,與黑表筆連接的是電池的_____極(選填“正”或“負”)。閉合開關(guān),改變電阻箱的阻值R,得到不同的電流值I,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出圖象如圖丙所示。已知圖中直線的斜率為k,縱軸截距為b,則此電池的電動勢E=___,內(nèi)阻r=____。(結(jié)果用字母k、b表示)

⑶他發(fā)現(xiàn)兩次測得電動勢的數(shù)值非常接近,請你對此做出合理的解釋:____。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列現(xiàn)象中,屬于光的衍射現(xiàn)象的是(

A. 雨后天空出現(xiàn)彩虹 B. 日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋

C. 海市蜃樓現(xiàn)象 D. 通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用圖所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地后,物塊再運動一段距離停在桌面上尚未到達滑輪處).從紙帶上便于測量的點開始,每5個點取1個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的距離如圖所示打點計時器電源的頻率為50 Hz

1通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點________和________之間某時刻開始減速;

2物塊減速運動過程中加速度的大小為a = m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字

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