【題目】如圖所示,固定的光滑平臺(tái)上固定有光滑的半圓軌道,軌道半徑R=0.6m。平臺(tái)上靜止著兩個(gè)滑塊A、B,mA=0.1kg,mB=0.2kg,兩滑塊間夾有少量炸藥,平臺(tái)右側(cè)有一帶擋板的小車(chē),靜止在光滑的水平地面上。小車(chē)質(zhì)量為M=0.3kg,車(chē)面與平臺(tái)的臺(tái)面等高,小車(chē)的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧,彈簧的自由端在Q點(diǎn),小車(chē)的上表面左端點(diǎn)PQ點(diǎn)之間是粗糙的,滑塊BPQ之間表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,Q點(diǎn)右側(cè)表面是光滑的。點(diǎn)燃炸藥后,A、B分離瞬間A滑塊獲得向左的速度vA=m/s,而滑塊B則沖向小車(chē)。兩滑塊都可以看作質(zhì)點(diǎn),炸藥的質(zhì)量忽略不計(jì),爆炸的時(shí)間極短,爆炸后兩個(gè)物塊的速度方向在同一水平直線上,且g=10m/s2。求:

(1)滑塊A在半圓軌道最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力;

(2)若L=0.8m,滑塊B滑上小車(chē)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能;

(3)要使滑塊B既能擠壓彈簧,又最終沒(méi)有滑離小車(chē),則小車(chē)上PQ之間的距離L應(yīng)在什么范圍內(nèi)?

【答案】(11N,方向豎直向上(230675mL135m

【解析】試題分析:(1A從軌道最低點(diǎn)到軌道最高點(diǎn)由機(jī)械能守恒定律得:

在最高點(diǎn)由牛頓第二定律:

滑塊在半圓軌道最高點(diǎn)受到的壓力為:N

由牛頓第三定律得:滑塊在半圓軌道最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為1N,方向豎直向上

2)爆炸過(guò)程由動(dòng)量守恒定律:,解得

滑塊B沖上小車(chē)后將彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧具有最大彈性勢(shì)能,由動(dòng)量守恒定律得:

由能量守恒定律:,解得

3)滑塊最終沒(méi)有離開(kāi)小車(chē),滑塊和小車(chē)具有共同的末速度,設(shè)為u,滑塊與小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有

若小車(chē)PQ之間的距離L足夠大,則滑塊還沒(méi)與彈簧接觸就已經(jīng)與小車(chē)相對(duì)靜止,

設(shè)滑塊恰好滑到Q點(diǎn),由能量守恒定律得

聯(lián)立解得

若小車(chē)PQ之間的距離L不是很大,則滑塊必然擠壓彈簧,由于Q點(diǎn)右側(cè)是光滑的,滑塊必然被彈回到PQ之間,設(shè)滑塊恰好回到小車(chē)的左端P點(diǎn)處,由能量守恒定律得

聯(lián)立式解得L2=0675m

綜上所述,要使滑塊既能擠壓彈簧,又最終沒(méi)有離開(kāi)小車(chē),PQ之間的距離L應(yīng)滿足的范圍是0675mL135m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)用如圖甲所示裝置探究加速度與物體受力的關(guān)系,已知小車(chē)的質(zhì)量為M,砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量為m,所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接的交流電的頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)步驟如下:

A.按圖甲所示,安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,其中與定滑輪及彈簧測(cè)力計(jì)相連的細(xì)線豎直;

B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車(chē)后,使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下勻速運(yùn)動(dòng);

C.掛上砝碼盤(pán),接通電源后,再放開(kāi)小車(chē),打出一條紙帶,由紙帶求出小車(chē)的加速度;

D.改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量,重復(fù)步驟C,求得小車(chē)在不同合力作用下的加速度.

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程,回答以下問(wèn)題:

1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是

A.小車(chē)的加速度與砝碼盤(pán)的加速度大小相等

B.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為小車(chē)所受合外力

C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中砝碼處于超重狀態(tài)

D.砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量

2)實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示,由該紙帶可求得小車(chē)的加速度為 m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

3)由本實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出小車(chē)的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的關(guān)系圖象(見(jiàn)圖丙),與本實(shí)驗(yàn)相符合是

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,ab、cd是兩根在同一豎直平面內(nèi)的直導(dǎo)線,在兩導(dǎo)線中央懸掛一個(gè)小磁針,靜止時(shí)在同一豎直平面內(nèi).當(dāng)兩導(dǎo)線中通以大小相等的電流時(shí),小磁針N極向紙里面轉(zhuǎn)動(dòng),則兩導(dǎo)線中的電流方向( 。

A. 一定都是向上

B. 一定都是向下

C. ab中電流向下,cd中電流向上

D. ab中電流向上,cd中電流向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)木箱原來(lái)靜止在光滑水平面上,木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊。木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量,F(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0,則(  )

A. 小木塊和木箱最終都將靜止

B. 小木塊最終將相對(duì)木箱靜止,二者一起向右運(yùn)動(dòng)

C. 小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來(lái)回往復(fù)碰撞,而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)

D. 如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對(duì)木箱靜止,則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)如圖所示的電路提升重物,已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,電源內(nèi)阻r=1 Ω,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r0=2Ω,電阻R=3 Ω,重物質(zhì)量m=0.10 kg.當(dāng)電動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定的速度勻速提升重物時(shí),電壓表的示數(shù)為U=5.5 V。不計(jì)空氣阻力和摩擦,取g= 10 m/s2。求:

(1)電源內(nèi)電壓U1;

(2)重物勻速上升時(shí)的速度v。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】據(jù)報(bào)道,2020年前我國(guó)將發(fā)射8顆海洋系列衛(wèi)星,包括4顆海洋水色衛(wèi)星,2顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星,以加強(qiáng)對(duì)黃巖島、釣魚(yú)島及西沙群島全部島嶼附近海域的監(jiān)測(cè).設(shè)海陸雷達(dá)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星的n倍,下列說(shuō)法正確的是

A. 在相同時(shí)間內(nèi),海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地心的連線掃過(guò)的面積與海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星到地心的連線掃過(guò)的面積相等

B. 在相同時(shí)間內(nèi),海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地心的連線掃過(guò)的面積與海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星到地心的連線掃過(guò)的面積之比為:l

C. 海陸雷達(dá)衛(wèi)星與海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星線速度之比為:l

D. 海陸雷達(dá)衛(wèi)星與海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星向心加速度之比為 n2:1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的金屬棒ab、 acMN,其中ab、 aca點(diǎn)接觸,構(gòu)成“V"字型導(dǎo)軌。導(dǎo)軌所在空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)。用力使MN從點(diǎn)由a點(diǎn)靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中MN始終與∠bac的角平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸, MNab、 ac的交點(diǎn)分別為P、Q。關(guān)于回路中的電流iP、Q間的電壓絕對(duì)值U與時(shí)間t的關(guān)系圖線,下列可能正確的是

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,電容器固定在一個(gè)絕緣座上,絕緣座放在光滑水平面上,平行板電容器板間距離為d,右極板有一小孔,通過(guò)孔有絕緣桿,左端固定在左極板上,電容器極板連同底座、絕緣桿總質(zhì)量為M。給電容器充電后,有一質(zhì)量為m的帶正電環(huán)恰套在桿上以某一速度v0對(duì)準(zhǔn)小孔向左運(yùn)動(dòng),設(shè)帶電球不影響電容器板間電場(chǎng)的分布。帶電環(huán)進(jìn)入電容器后距左極板的最小距離為d/2,試求:

(1)帶電環(huán)與左極板相距最近時(shí)的速度v;

(2)此過(guò)程中電容器移動(dòng)的距離x

(3)此過(guò)程中電勢(shì)能的變化量Ep.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】主要用于測(cè)距和定位的電磁波技術(shù)是( 。
A.無(wú)線電廣播
B.移動(dòng)電話
C.電視
D.雷達(dá)

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