【題目】某電視臺擬推出一個水上娛樂節(jié)目,體驗(yàn)者乘坐滑水車運(yùn)動過程可以簡化為如下模型.如圖所示,滑水車從傾角為θ=53°的長直軌道AC上的B點(diǎn)由靜止開始下滑,到達(dá)C點(diǎn)后進(jìn)入弧形的涉水軌道CDEF,其中CDE是半徑為R=5m,圓心角為106°的圓弧,EF為半徑為R=5m,圓心角為53°的圓弧,此時滑水車剛好能到達(dá)F點(diǎn).已知滑水車與體驗(yàn)者的總質(zhì)量為60kg,B點(diǎn)到C點(diǎn)的距離為L0=4m,滑水車與軌道AC間存在摩擦,涉水軌道CDEF可視為光滑軌道,不計(jì)滑水車受到的其他阻力作用,( )則
(1)求滑水車經(jīng)過CDE軌道時對D點(diǎn)的壓力;
(2)求滑水車與軌道AC間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)若要使得滑水車能在F點(diǎn)水平拋出,求滑水車在AC上的釋放點(diǎn)B′到C的距離L′的范圍。
【答案】(1)1560N(2)0.5(3)4m<L′≤9m
【解析】試題分析:滑水車剛好能到達(dá)F點(diǎn)的速度,從D到F點(diǎn),由機(jī)械能守恒求D點(diǎn)速度,對D點(diǎn)由牛頓第二定律求壓力;研究從B到F的整個過程中,動能變化為0,由動能定理可求摩擦力做功,進(jìn)而求μ;若要使得滑水車能在F點(diǎn)水平拋出,一個臨界條件是需滿足其恰好到達(dá)F點(diǎn),另一臨界條件是滑水車在F點(diǎn)不受支持力.
(1)滑水車剛好能到達(dá)F點(diǎn)的速度,根據(jù)幾何關(guān)系可知DF間的高度差
;
從D到F點(diǎn),由機(jī)械能守恒,有,解得;
對D點(diǎn),設(shè)滑水車受到的支持力FD,由牛頓第二定律,有,解得,由牛頓第三定律,滑水車對軌道的壓力為1560N;
(2)研究從B到F的整個過程中,動能變化為0,由動能定理可得;
其中, ,代入解得;
(3)要使滑水車在F點(diǎn)水平拋出,首先需滿足其恰好到達(dá)F點(diǎn),對應(yīng);
滑水車能在F點(diǎn)水平拋出的另一臨界條件是滑水車在F點(diǎn)不受支持力,對應(yīng)情況,解得;
研究從B′到F點(diǎn),由動能定理;
得;
由以上討論可知,滑水車在AC上的釋放點(diǎn)B′到C的距離L′需滿足。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在xoy平面內(nèi),y軸左側(cè)無磁場,y軸右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,虛線(x=a)以左磁場方向垂直xoy平面向里,磁場寬度為a,虛線以右磁場方向垂直xoy平面向外,一個帶正電q、質(zhì)量為m的粒子在x=0處,以速度v0沿x軸正方向射入磁場。(不考慮粒子重力)
(1)若粒子做圓周運(yùn)動的軌道半徑,但v0未知,求粒子與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo);
(2)若不受上問中條件的約束,粒子的初速度仍為v0而且視為已知,則a為何值時,粒子可以回到原點(diǎn)O。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】卡文迪許利用如圖所示的扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測量了引力常量G。(多選題)為了測量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角,該實(shí)驗(yàn)裝置中采取使“微小量放大”的主要措施是________
(A)利用平面鏡對光線的反射
(B)增大T型架橫梁的長度
(C)減小石英絲的直徑
(D)增大刻度尺與平面鏡的距離
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,電壓表和電流表均為理想電表,R為副線圈的負(fù)載電阻.現(xiàn)在原線圈a、b兩端加上交變電壓u,其隨時間變化的規(guī)律u=220sin 100πt V,則( )
A. 副線圈中產(chǎn)生的交變電流頻率為100 Hz
B. 電壓表的示數(shù)22V
C. 若電流表示數(shù)為0.1 A,則原線圈中的電流為1 A
D. 若電流表示數(shù)為0.1 A,則1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為132 J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,放置在水平面內(nèi)的平行金屬框架寬為L=0.4m,金屬棒置于框架上,并與兩框架垂直.整個框架位于豎直向下、磁感強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,電阻R=0.09Ω,金屬棒電阻為0.01Ω,阻力忽略不計(jì),當(dāng)在水平向右的恒力F作用下以2.5m/s的速度向右勻速運(yùn)動時,求:
(1)判斷哪點(diǎn)電勢高.
(2)求回路中的感應(yīng)電流.
(3)電阻R上消耗的電功率
(4)恒力F做功的功率.
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【題目】如圖,一電子槍發(fā)射出的電子(初速度很小,可視為零)進(jìn)入加速電場加速后,垂直射入偏轉(zhuǎn)電場,射出后偏轉(zhuǎn)位移為y,要使偏轉(zhuǎn)位移增大,下列哪些措施是可行的( )(不考慮電子射出時碰到偏轉(zhuǎn)電極板的情況)
A. 增大偏轉(zhuǎn)電壓U
B. 增大加速電壓U0
C. 增大偏轉(zhuǎn)電場的極板間距離d
D. 將發(fā)射電子改成發(fā)射負(fù)離子
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【題目】表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡U﹣I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
U(V) | 0.0 | 0.2 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
I(A) | 0.000 | 0.050 | 0.100 | 0.150 | 0.180 | 0.195 | 0.205 | 0.215 |
(1)分析表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是圖中的_____(選填“甲”或“乙”).
(2)請?jiān)趫D丙所示的方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U﹣I曲線_________;分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而_____(選填“變大”、“變小”或“不變).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我國發(fā)射的神州五號載人宇宙飛船的周期約為90min,如果把它繞地球的運(yùn)動看作是勻速圓周運(yùn)動:飛船的運(yùn)動和人造地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動相比,假設(shè)它們質(zhì)量相等,下列判斷中正確的是( )
A. 飛船的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度
B. 飛船的動能小于同步衛(wèi)星的動能
C. 飛船的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑
D. 發(fā)射飛船過程需要的能量小于發(fā)射同步衛(wèi)星過程需要的能量
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【題目】如圖所示,一個滑塊質(zhì)量為2kg,從斜面上A點(diǎn)由靜止下滑,經(jīng)過BC平面又沖上另一斜面到達(dá)最高點(diǎn)D。已知AB=100cm,CD=60cm,∠α=30°,∠β=37°,(g取10m/s2)。已知AB、CD均光滑,只有BC面粗糙且BC面上各處粗糙程度相同,BC=28cm。試求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)滑塊在A和D點(diǎn)所具有的重力勢能分別是多少?(以BC面為零勢面)
(2)滑塊與BC面的動摩擦因數(shù)。
(3)滑塊最終停在BC面上的位置距離B點(diǎn)多遠(yuǎn)?
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