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(14分)如甲圖所示,長為4m的水平軌道AB與傾角為37°的足夠長斜面BC在B處平滑連接,有一質量為2kg的滑塊,從A處由靜止開始受水平向右的力F作用,F(xiàn)與位移x的關系按乙圖所示規(guī)律變化,滑塊與AB和BC間的動摩擦因數均為0.5,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)滑塊第一次到達B處時的速度大。
(2)不計滑塊在B處的速率變化,滑塊到達B點時撤去力F,滑塊沖上斜面,則滑塊最終靜止的位置與B點的距離多大。(sin37°=0.6)

(1),(2)最終距離0.64m

解析(1)初始時物體動能,到達B點時的動能
由A到B過程中,外力做功
由動能定理(動能定理列對的共得2分,下同)
。 (2分)
(2)如圖所示,設滑塊上升到D點時速度為0,所走距離為s1。

到達D點滑塊動能為
由B到D的過程中,外力做功為
由動能定理,       (2分)
求得。                 (2分)
知,滑塊不能靜止在D點,將繼續(xù)向下運動。(2分)
設滑塊最終停在水平軌道上的E點,BE間距離設為s2
到E點時滑塊動能為,
由D到E的過程中,外力做功為
由動能定理,       (2分)
求得。                (2分)
考點:本題考查動能和動能定理。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

如圖所示,水平放置的兩平行金屬板間距為d,電壓大小為U,上板中央有孔,在孔正下方的下板表面上有一個質量為m、電量為-q的小顆粒,將小顆粒由靜止釋放,它將從靜止被加速,然后沖出小孔,則它能上升的最大高度h = _________________。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,位于豎直面內的曲線軌道的最低點B的切線沿水平方向,且與一位于同一豎直面內、半徑R=0.40m的光滑圓形軌道平滑連接。現(xiàn)有一質量m=0.10kg的滑塊(可視為質點),從位于軌道上的A點由靜止開始滑下,滑塊經B點后恰好能通過圓形軌道的最高點C。已知A點到B點的高度h=1.5m,重力加速度g=10m/s2,空氣阻力可忽略不計,求:

(1)滑塊通過圓形軌道B點時對軌道的壓力大;
(2)滑塊從A點滑至B點的過程中,克服摩擦阻力所做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

某物理小組在研究過山車原理的過程中,提出了下列的設想:取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示。一個小物塊以初速度,從某一高處水平拋出,到A點時速度方向恰好沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(g取10m/s2

(1)求小物塊的拋出點和A點的高度差;
(2)要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應該滿足什么條件?
(3)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應該滿足什么條件?
(4)按照(3)問的要求,小物塊進入軌道后可以有多少次通過圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內的半圓形軌道在B點相接,導軌半徑為R.一個質量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧,脫離彈簧后當它經過B點進入導軌瞬間對導軌的壓力為其重力的8倍,之后向上運動完成半個圓周運動恰好到達C點。試求:

(1)彈簧開始時的彈性勢能;
(2)物體從B點運動至C點克服阻力做的功;
(3)物體離開C點后落回水平面時,重力的瞬時功率是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)如甲圖所示,長為4m的水平軌道AB與傾角為37°的足夠長斜面BC在B處平滑連接,有一質量為2kg的滑塊,從A處由靜止開始受水平向右的力F作用,F(xiàn)與位移x的關系按乙圖所示規(guī)律變化,滑塊與AB和BC間的動摩擦因數均為0.5,重力加速度g取l0m/s2。求:

(1)滑塊第一次到達B處時的速度大;
(2)不計滑塊在B處的速率變化,滑塊到達B點時撤去力F,滑塊沖上斜面,則滑塊最終靜止的位置與B點的距離多大。(sin37°=0.6)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(本題14分) 如圖所示,一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內,導軌間距L=1m,左端接有阻值R=0.4Ω的電阻,一質量m=0.1kg,電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導軌上,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應強度B=0.5T,棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以a=3m/s2的加速度做勻加速運動,當棒的位移x=6m時撤去外力,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來。已知撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比Q1:Q2=2:1,導軌足夠長且電阻不計,棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸,求:
(1)棒在勻加速運動過程中,通過電阻R的電荷量q
(2)撤去外力后回路中產生的焦耳熱Q2
(3)外力做的功WF

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分) 如圖所示,一豎直面內的軌道由粗糙斜面 AB 和半徑為R的光滑圓軌道 BCD組成,AB 與 BCD 相切于 B 點,C 為圓軌道的最低點,圓弧BC所對應的圓心角θ=60°,F(xiàn)有一質量為m的物塊(可視為質點)從軌道 ABC 上離地面某一高度h(大小可變)處由靜止下滑,已知物塊與斜面間的動摩擦因數為,重力加速度用g表示,求:

(1)當時,物塊滑到C點時對軌道的壓力FN;
(2)當h為多少時,物塊恰能滑到圓軌道的最高點D;
(3)在滿足(2)問的條件下,物塊將從D點離開圓軌道,則物塊即將與軌道首次相碰時的動能為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)釣魚島是我國固有領土,決不允許別國侵占,近期,為提高警惕保衛(wèi)祖國,我人民海軍為此進行登陸演練,假設一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深,只能停錨在離海岸登陸點s=1km處。登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上,利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標,若繩索兩端固定好后,與豎直方向的夾角θ=30°,為保證行動最快,隊員甲先無摩擦自由加速滑到某最大速度,再靠摩擦勻減速滑至快艇,速度剛好為零,在隊員甲開始下滑時,隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度v0=m/s平拋救生圈,第一個剛落到快艇,接著拋第二個,結果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇,若人的質量m,重力加速度g=10m/s2,問:

(1)軍艦甲板到快艇的豎直高度H="?" 隊員甲在繩索上運動的時間t0=?
(2)若加速過程與減速過程中的加速度大小相等,則隊員甲在何處速度最大?最大速度多大?
(3)若登陸艇額定功率5KW,載人后連同裝備總質量103Kg,從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近,到達岸邊時剛好能達到最大速度10m/s,則登陸艇運動的時間t'=?

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