【題目】如圖所示，在粗糙水平面上有一質(zhì)量為M=2 kg表面光滑的斜面體，斜面的傾角θ=37°，在斜面體的左側(cè)相距為d=2.4 m處有一固定障礙物Q。將一質(zhì)量為m=0.2 kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）用一根輕繩（不可伸長）系住，繩的一端固定在斜面體的頂端�，F(xiàn)給斜面體施加一個(gè)水平向左的推力F，使斜面體和小物塊無相對(duì)滑動(dòng)，一起向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)斜面體到達(dá)障礙物Q與其碰撞后，斜面體立即被障礙物Q鎖定。已知斜面體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2，設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，求：

（1）水平推力F的最大值；

（2）若用最大水平推力作用在斜面體上，斜面體被障礙物Q鎖定后，小物塊在輕繩牽引下能沿圓周運(yùn)動(dòng)到豎直最高點(diǎn)，則繩的長度應(yīng)滿足的條件.（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

【答案】（1）27.5N（2）L≤0.31m

【解析】

（1）由題意可知，當(dāng)F最大時(shí)，小物塊不受繩子的拉力，以小物塊為研究對(duì)象

mgtanθ=ma

代入數(shù)據(jù)解得：a=7.5m/s2

以小物塊和斜面整體為研究對(duì)象：F–μ（M+m）g（M+m）a

解得： F=27.5N

（2）在斜面體加速過程中，由速度位移關(guān)系得2ad=v2 得 v=6m/s

設(shè)小物塊離開斜面瞬間的速度為v1，有v1=vsinθ=3.6m/s

小物塊剛好通過最高點(diǎn)，設(shè)繩的長度為L

小物塊在最高點(diǎn)時(shí)：

由機(jī)械能守恒定律得

解得L=0.31m

所以L應(yīng)滿足L≤0.31m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于近代物理，下列說法正確的是（ ）

A. 盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

B. 由可知，衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核質(zhì)量

C. 分別用紅光和紫光照射金屬鉀表面均有光電子逸出，紅光照射時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能較大

D. 基態(tài)的一個(gè)氫原子吸收一個(gè)光子躍遷到n=3激發(fā)態(tài)后，可能發(fā)射3種頻率的光子。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其v﹣t圖象如圖所示．已知兩車在t=3s時(shí)并排行駛，則：

(1)在t=0時(shí)，哪輛車在前？甲、乙之間沿公路方向的間距是多少？

(2)兩車另一次并排行駛的時(shí)刻是多少？

(3)甲、乙兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為多少？

(4)甲、乙兩次并排行駛的位置之間，何時(shí)沿公路方向的間距最大？最大間距是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對(duì)它們的引力作用．設(shè)四星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量均為，半徑均為，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，已知引力常量為．關(guān)于四星系統(tǒng)，下列說法正確的是( )

A. 四顆星圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B. 四顆星的軌道半徑均為

C. 四顆星表面的重力加速度均為

D. 四顆星的周期均為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示是游樂園的過山車，其局部可簡化為如圖2所示的示意圖，傾角θ=370的兩平行傾斜軌道BC、DE的下端與水平半圓形軌道CD順滑連接，傾斜軌道BC的B端高度h=24m，傾斜軌道DE與圓弧EF相切于E點(diǎn)，圓弧EF的圓心O1，水平半圓軌道CD的圓心O2與A點(diǎn)在同一水平面上，D O1的距離L=20m，質(zhì)量m=1000kg的過山車（包括乘客）從B點(diǎn)自靜止滑下，經(jīng)過水平半圓軌道后，滑上另一傾斜軌道，到達(dá)圓弧頂端F時(shí)，乘客對(duì)座椅的壓力為自身重力的0.25倍。已知過山車在BCDE段運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力與軌道對(duì)過山車的支持力成正比，比例系數(shù)，EF段摩擦不計(jì)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程空氣阻力不計(jì)。（sin370=0.6，cos370=0.8）

（1）求過山車過F點(diǎn)時(shí)的速度大小

（2）求從B到F整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力對(duì)過山車做的功

（3）如圖過D點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)圓軌道EF段有故障，為保證乘客安全，立即觸發(fā)制動(dòng)裝置，使過山車不能到達(dá)EF段并保證不再下滑，則過山車受到的摩擦力至少多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表．下列結(jié)論正確的是(　　)

A. 若電壓表讀數(shù)為6 V，則輸入電壓的最大值為24 V

B. 若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍．則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半

C. 若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍

D. 若保持負(fù)載電阻的阻值不變．輸入電壓增加到原來的2倍．則輸出功率增加到原來的4倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1＝20 cm，ad邊長l2＝25 cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4 T的勻強(qiáng)磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以n＝3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時(shí)線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里．求：

(1)t＝0時(shí)感應(yīng)電流的方向；

(2)感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功；

(4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中流過電阻R的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】當(dāng)交叉路口的綠燈亮?xí)r，一輛客車以a＝2 m/s2 的加速度由靜止啟動(dòng)，在同一時(shí)刻，一輛貨車以10 m/s的恒定速度從客車旁邊同向駛過(不計(jì)車長)，則:

(1)客車什么時(shí)候追上貨車？客車追上貨車時(shí)離路口多遠(yuǎn)？

(2)在客車追上貨車前，兩車的最大距離是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)在很多城市都擁有多條純電動(dòng)巴士。為了研究方便，我們將電動(dòng)巴士在兩個(gè)站點(diǎn)A、B之間的運(yùn)行線路簡化為水平方向上的直線運(yùn)動(dòng)，載人后的總質(zhì)量為8000kg，從站點(diǎn)A由靜止開始啟動(dòng)，勻加速行駛10s后速度達(dá)到10m/s；然后保持該速度行駛300s后關(guān)閉動(dòng)力，巴士停在站點(diǎn)B，巴士做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.5m/s2，求：

（1）巴士做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小；

（2）巴士做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力大小；

（3） A、B兩個(gè)站點(diǎn)之間的距離。

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