【題目】某實驗小組做了如下實驗,裝置如圖甲所示.豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾角為θ的斜面軌道AB和圓弧軌道BCD組成,斜面與圓弧軌道相切.將質(zhì)量m0.1 kg的小球,從軌道AB上高H處的某點靜止滑下,用壓力傳感器測出小球經(jīng)過圓弧最高點D時對軌道的壓力F,改變H的大小,可測出相應的F大小,FH的變化關系如圖乙所示.g10 m/s2.求:

(1)推導FH之間的解析式

(2)求圓軌道的半徑R

(3)若小球從D點水平飛出后又落到斜面上,其中最低的位置與圓心O等高,求θ的值.

【答案】1H5mg 20.2 m. 345°.

【解析】

(1)小球經(jīng)過點時,滿足豎直方向的合力提供圓周運動向心力即:

的過程中只有重力做功,根據(jù)動能定理有:

聯(lián)立解得:

(2)由題中給出的圖象知斜率:

即:

所以可得:

(3)小球離開點做平拋運動,根據(jù)幾何關系知,小球落地點越低平拋的射程越小,即題設中小球落地點位置最低對應小球離開點時的速度最。桓鶕(jù)臨界條件知,小球能通過點時的最小速度為:

小球落地地點在斜面上與圓心等高,故可知小球平拋時下落的距離為,則有:

解得:

由幾何關系可知:

解得:

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滑板運動是年輕人非常喜愛的運動。如圖所示,BC段圓弧所對應的圓心為O點,圓心角為60°,半徑OC與水平軌道CD垂直,水平軌道CD段粗糙,長度sCD=8m。一運動員從A點以v0=3m/s的速度水平滑出,在B點剛好沿軌道的切線方向滑入光滑圓弧形軌道BC,經(jīng)軌道CD后沖上光滑軌道DE,到達E點時速度減為零,然后返回。運動員和滑板的總質(zhì)量為mB、E兩點距水平軌道CD的豎直高度分別為hH,且h=2m,H=2.8m,g10m/s2.

1)求運動員從A點運動到B點時的速度大小vB;

2)求軌道CD與滑板間的動摩擦因數(shù)μ;

3)通過計算說明,第一次返回時,運動員能否回到B點?如果能,請求出運動員回到B點是的速度大小;如果不能,則最后運動員停在何處?

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【題目】如圖所示為一皮帶傳送裝置,其中AB段水平,長度4 m,BC段傾斜,長度=3m,傾角為,ABBCB點通過一段極短的平滑圓弧連接(圖中未畫出圓弧)。傳送帶以4m/s的恒定速率順時針運轉(zhuǎn),現(xiàn)將一質(zhì)量1 kg的工件(可看做質(zhì)點)無初速度地放在A點,已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù) 0.5sin0.6,cos0.810m/s2,求:

(1)工件從A點到B點所用的時間t

(2)工件到達C點時的速度大小及從AC的過程中工件與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在火星與木星軌道之間有一小行星帶.假設該帶中的小行星只受到太陽的引力,并繞太陽做勻速圓周運動.已知地球的公轉(zhuǎn)周期為1年,下列說法正確的是 ( )

A.太陽對各小行星的引力相同

B.各小行星繞太陽運動的周期均小于一年

C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心加速度值

D.小行星帶內(nèi)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體用質(zhì)量為M的活塞封閉在容器中,活塞與容器間光滑接觸,在圖中三種穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度分別為T1T2、T3,則T1、T2、T3的大小關系為(

A. T1= T 2= T 3B. T 1< T 2< T 3

C. T 1> T 2> T 3D. T 1< T 2= T 3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】《割繩子》是一款益智類小游戲,在適當?shù)臅r間剪斷細線,使糖果掉入綠豆蛙嘴里,則游戲過關.如圖所示為某一關卡的游戲框架簡圖,其中為固定細線的兩枚釘子,開始時先剪斷細線,糖果以為圓心做圓周運動,為最低點,當糖果運動到點的瞬間,又突然剪斷細線,糖果在點飛出,運動到點時恰好沿水平方向沖上平臺,并恰好能滑出平臺掉入綠豆蛙嘴里.設糖果質(zhì)量,細線,平臺動摩擦因數(shù),糖果運動到點時細線與豎直方向夾角,糖果可視為質(zhì)點,忽略空氣阻力.()求:

1)糖果運動到點時對細線的拉力大小;

2)平臺點與點的水平距離;

3)平臺、兩點間的距離

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某研究性學習小組欲測定一塊電池的電動勢E和內(nèi)電阻r

(1)用多用電表粗略測定該電池電動勢E。在操作無誤的情況下,多用電表表盤示數(shù)如圖,該電池電動勢E大小為________V。

(2)用電壓表V、電阻箱R、R0=45Ω的定值電阻、開關S、若干導線和該電池組成如圖所示的電路,精確測定該電池電動勢E和內(nèi)電阻r。

(。└鶕(jù)電路圖,用筆畫線代替導線,將實物圖連接成完整電路________

(ⅱ)閉合開關S,調(diào)整電阻箱阻值R,讀出電壓表V相應示數(shù)U。該學習小組測出多組R、U數(shù)據(jù),計算出相應的的值,用描點作圖法作出了如上圖所示圖線,從圖線中可知電源電動勢E________V;電源內(nèi)阻r=________Ω。

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【題目】某日,一同學在游樂場乘坐摩天輪,已知摩天輪沿順時針方向做勻速圓周運動,此時的陽光正好垂直水平地面照射,如圖所示,下列說法正確的是

A.該同學運動到A點時處于超重狀態(tài)

B.該同學運動到B點時所受合力為零

C.該同學運動到C點時,他在地面上的影子速度恰好為零

D.該同學運動到CD兩點之間時,他在地面上的影子做加速運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根足夠長且平行的光滑金屬導軌所在平面與水平面成α=53°角,間距為L=0.5m的導軌間接一電阻,阻值為R=2Ω,導軌電阻忽略不計。在兩平行虛線間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場,磁感強度B=0.8T。導體棒a的質(zhì)量為m1=0.1 kg、電阻為R1=1 Ω;導體棒b的質(zhì)量為m2=0.2 kg、電阻為R2=2Ω,它們分別垂直導軌放置并始終與導軌接觸良好。現(xiàn)從圖中的M、N處同時將a、b由靜止釋放,運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域,且當a剛出磁場時b正好進入磁場。a、b電流間的相互作用不計,sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2。求:

(1)導體棒a剛進入磁場時,流過電阻R的電流I

(2)導體棒a穿過磁場區(qū)域的速度v1;

(3)勻強磁場的寬度d.

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