【題目】如圖所示,在粗糙的水平面上放有質量為M=0.3kg的絕緣長木板,有一質量為m=0.2kg,帶電量為的小滑塊(可視為質點)正沿木板的上表面向左運動,木板左端有一個固定的、半徑R=0.1m的四分之一光滑圓形絕緣軌道AB與之相接,軌道的最低點B點與木板的上表面相切,整個空間加有一個方向豎直向上、場強大小為的勻強電場。已知滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為,木板與水平面間的動摩擦因數(shù),滑塊在木板上向左運動至離B點x=0.3m處時速度大小為,,求
(1)滑塊通過木板滑上固定的光滑圓形軌道AB,沿軌道AB上升的最大高度H
(2)滑塊沿軌道AB返回剛運動至B點時對軌道的壓力
(3)若木板長度為0.6m,試求滑塊再次返回滑上木板,而在木板上運動的過程中,系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量
【答案】(1)(2)NB.=42牛,方向豎直向下(3)0.627J
【解析】
試題(1)(4分)對于滑塊上升到最高點過程,據(jù)動能定理得:]
解得:m
(2)(6分)對于滑塊從開始運動到返回至B點處過程,
據(jù)動能定理得:
在B點由牛頓第二定律:解得:vb=3m/s NB=22N
由牛頓第三定律:滑塊對軌道的壓力的大小為NB.=42牛,方向豎直向下
(3)(9分)滑塊再次滑上木板后,由于f1=μ1(mg+qE)=1N, f2=μ2(qE+mg+Mg)=0.7N
則μ1(mg+qE)>μ2(qE+mg+Mg) 所以木板將由靜止開始做勻加速運動,滑塊做勻減速運動。
又木塊加速度大。a1==1m/s2 滑塊的加速度大。a2==5m/s2
設兩者經(jīng)過時間t0速度相等,則 vB-a2t0=a1t0,解得,t0=0.5s
則在兩者相對滑動的過程中,木板的位移為s1==0.125m
滑塊的位移為s2==0.875m 由于△s=s1-s2=0.75m>木板的長度L=0.6m
故滑塊在二者速度相等之前就要離開木板
設滑塊經(jīng)過時間t離開木板,則:
—=L
s 木板位移m
故系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q= f1L+ f2 =0.627J
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【題目】真空中相距3 m的光滑絕緣平面上,分別放置兩個電荷量為-Q、+4Q的點電荷A、B,然后再在某一位置放置點電荷C,這時三個點電荷都處于平衡狀態(tài).求C的電荷量以及相對A的位置.
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【題目】某物理興趣小組做“探究小車速度隨時間變化規(guī)律”的實驗時,得到一條點跡清晰的紙帶,如圖所示,在紙帶上依次選出7個計數(shù)點,分別標以O、A、B、C、D、E和F,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出。打點計時器所用電源的頻率為=50Hz,各計數(shù)點間的距離分別為=1.99cm、=2.20cm、=2.41cm、=2.60cm、=2.81cm、=3.00cm。
(1)根據(jù)紙帶信息計算小車的加速度大小=____,打D點時小車的速度為=____________。(結果均保留兩位小數(shù))
(2)興趣小組的同學用上述方法算出其他計數(shù)點的速度分別為=0.21、=0.23、=0.25、=0.29,則請根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)在下圖所示的坐標中作出小車運動的圖像。
(3)由所作的圖像可求出小車的加速度為______,計數(shù)點O的瞬時速度為_____________。(結果均保留2位小數(shù))
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【題目】圖甲為在氣墊導軌上研究勻變速直線運動的示意圖,滑塊上裝有寬度為d(很小)的遮光條,滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個光電門,用光電計時器記錄遮光條通過光電門1的時間△t以及遮光條從光電門1運動到光電門2的時間t,用刻度尺測出兩個光電門之間的距離x。
(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d,示數(shù)如圖乙,則d=_____cm;
(2)實驗時,滑塊從光電門1的右側某處由靜止釋放,測得△t=50s,則遮光條經(jīng)過光電門1時的速度v=_____m/s;
(3)保持其它實驗條件不變,只調節(jié)光電門2的位置,滑塊每次都從同一位置由靜止釋放,記錄幾組x及其對應的t,作出﹣t圖象如圖丙,其斜率為k,則滑塊加速度的大小a與k關系可表達為a=_____。
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【題目】如圖所示,兩只小球在光滑水平面上沿同一條直線相向運動.已知m1=2 kg,m2=4 kg,m1以2 m/s的速度向右運動,m2以8 m/s的速度向左運動.兩球相碰后,m1以10 m/s的速度向左運動,由此可得( )
A. 相碰后m2的速度大小為2 m/s,方向向左
B. 相碰后m2的速度大小為2 m/s,方向向右
C. 在相碰過程中,m2的動量改變大小是24 kg·m/s,方向向右
D. 在相碰過程中,m1所受沖量大小是24 N·s,方向向右
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【題目】甲、乙兩個物體在同一時刻沿同一直線運動,他們的速度-時間圖象如圖所示,下列有關說法正確的是
A. 在4 s~6 s內,甲、乙兩物體的加速度大小相等;方向相反
B. 前6 s內甲通過的路程更大
C. 前4 s內甲、乙兩物體的平均速度相等
D. 甲、乙兩物體一定在2 s末相遇
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【題目】水平傳送帶足夠長,傳送帶的上表面始終向右勻速運動,長為1米的薄木板A的正中央放置一個小木塊B,A和B之間的動摩擦因數(shù)為0.2,A和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,B和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.4,薄木板的質量是木塊質量的2倍,輕輕把AB整體放置在傳送帶的中央,傳送帶的上表面始終繃緊并處于水平狀態(tài),g取10m/s2,在剛放上很短的時間內,A、B的加速度大小分別為:()
A. 6.5m/s2、2m/s2
B. 5m/s2、2m/s2
C. 5m/s2、5m/s2
D. 7.5m/s2、2m/s2
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【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有一帶半圓形光滑弧面的小車,質量為M,圓弧半徑為R,從距車上表面高為H處靜止釋放一質量為m的小球,它剛好沿圓弧切線從A點落入小車,求:
(1)小球到達車底B點時小車的速度和此過程中小車的位移;
(2)小球到達小車右邊緣C點處,小球的速度。
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【題目】幾個水球可以擋住子彈?《國家地理頻道》實驗證實:四個水球就足夠!四個完全相同的水球緊挨在一起水平排列,子彈在水球中沿水平方向做勻變速直線運動。恰好能穿出第四個水球,則可以判定( )
A. 子彈在每個水球中運動的時間相同
B. 由題干信息可以確定子彈穿過每個水球的時間比
C. 子彈在每個水球中速度變化相同
D. 子彈穿出第三個水球的瞬時速度與全程的平均速度相等
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