【題目】半徑為r的豎直光滑圓軌道固定在光滑木板AB中央,置于光滑水平桌面.圓軌道和木板AB的總質(zhì)量為m,木板AB兩端被限定,無法水平移動,可豎直移動.木板AB的右端放置足夠長的木板CD,其表面與木板AB齊平,質(zhì)量為2m.一個質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點)從圓軌道最低點以一定的初速度v0向右運(yùn)動進(jìn)入圓軌道,運(yùn)動一周后回到最低點并向右滑上水平木板AB和CD,最終與木板CD保持相對靜止,滑塊與木板CD間動摩擦因數(shù)為μ,其余摩擦均不計,則:

(1)為保證滑塊能通過圓軌道的最高點,求初速度v0的最小值;

(2)為保證滑塊通過圓軌道的最高點時,木板AB不離開地面,求初速度v0的最大值;

(3)若滑塊恰能通過圓軌道最高點,求滑塊在木板CD上滑動產(chǎn)生的熱量Q.

【答案】(1)(2)(3)

【解析】1)滑塊在最高點,速度最小時有:

從最低點到最高點的過程中,滑塊機(jī)械能守恒,設(shè)滑塊最低點的初速度為v01,根據(jù)機(jī)械能守恒定律

解得

2)要使木板AB不離地,滑塊在最高點時對軌道的壓力最大為FNmg,滑塊在最高點,速度最大時有:

設(shè)滑塊最低點的初速度為v02時,在最高點有最大速度,根據(jù)機(jī)械能守恒定律

解得

3)由(1)可知,滑塊恰能通過最高點,并由機(jī)械能守恒可得,滑塊滑到木板CD時的初速度為;

由受力分析可知,滑塊在木板CD上做勻減速直線運(yùn)動,木板CD做勻加速直線運(yùn)動,加速度大小分別為

設(shè)經(jīng)過時間t,兩者速度相等均為v,則有vv0a1ta2t

解得

這段時間內(nèi),滑塊位移

木板CD的位移

滑塊相對木板CD的位移為

故這一過程中產(chǎn)生的熱量

(另解: 可相應(yīng)得分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m,帶電量為-q,不計重力的粒子,從x軸上的P(a,0)點以速度大小為v,沿與x軸正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場中,并恰好垂直于y軸射出第一象限。求:

(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

(2)穿過第一象限的時間t。

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【題目】關(guān)于地球的運(yùn)動,正確的說法有(

A. 對于自轉(zhuǎn),地表各點的角速度隨緯度增大而減小

B. 對于自轉(zhuǎn),地表各點的線速度隨緯度增大而減小

C. 對于自轉(zhuǎn),地表各點的向心加速度隨緯度增大而增大

D. 公轉(zhuǎn)周期等于24小時

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【題目】關(guān)于電源電動勢大小的說法,正確的是(

A. 同一種電池,體積越大,電動勢也越大

B. 電動勢的大小表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小

C. 電路斷開時,電源的非靜電力做功為0,電動勢并不為0

D. 電路中電流越大,電源的非靜電力做功越多,電動勢也越大

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【題目】豎直平面內(nèi)有兩個半徑不同的半圓形光滑軌道,如圖所示,AM、B三點位于同一水平面上,C、D分別為兩軌道的最低點,將兩個相同的小球分別從AB處同時無初速釋放。則

A. 通過C、D時,兩球的線速度大小相等

B. 通過C、D時,兩球的角速度大小相等

C. 通過C、D時,兩球的機(jī)械能相等

D. 通過CD時,兩球?qū)壍赖膲毫ο嗟?/span>

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個核反應(yīng)方程為

N+Q1C+X+Q2

方程中Q1Q2表示釋放的能量,相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:

原子核

H

He

He

C

N

N

質(zhì)量/u

1.007 8

3.016 0

4.002 6

12.000 0

13.005 7

15.000 1

以下推斷正確的是(  )

A. X是He,Q2>Q1

B. X是He,Q2>Q1

C. X是He,Q2<Q1

D. X是He,Q2<Q1

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【題目】在光滑絕緣水平面上有一有界磁場,左邊界為直平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,方向豎直向下,如圖(1),現(xiàn)有一正方形線框的的右邊正好與磁場邊界對齊,現(xiàn)施加一平行于線框的水平力F,使之由靜止開始進(jìn)入磁場區(qū)域,水平力F隨時間變化的規(guī)律如圖(2)所示,已知線框質(zhì)量為m=1kg,則線框進(jìn)入磁場過程中,下列說法正確的是

A. 線框做變加速直線運(yùn)動

B. 線框產(chǎn)生的焦耳熱等于0.5J

C. 通過線框的電量為0.5C

D. 線框電阻R=4Ω

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【題目】如圖所示,氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為沒有摩擦.在實驗室中我們可以用帶豎直擋板CD的氣墊導(dǎo)軌和滑塊AB來驗證動量守恒定律的實驗,實驗裝置如圖所示,采用的實驗步驟如下:

a.松開手的同時,記錄滑塊AB運(yùn)動時間的計時器開始工作,當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時計時器結(jié)束計時,記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動時間t1t 2

b.在AB間水平放入一個輕彈簧,用手壓住A、B使彈簧壓縮,放置在氣墊導(dǎo)軌上,并讓它靜止在某個位置.

c.給導(dǎo)軌送氣,調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平.

d.用刻度尺測出A的左端至C板的距離L 1B的右端至D板的距離L 2

1)實驗步驟的順序是

2)實驗中還需要的測量儀器是 還需要測量的物理量是

3)利用上述測量的實驗數(shù)據(jù),驗證動量守恒定律的表達(dá)式是

4)實驗中彈簧與A、B滑塊是粘連好還是不粘連好?理由是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】神舟九號飛船與天宮一號成功對接,在飛船完成任務(wù)后返回地面,要在A點從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,B為軌道Ⅱ上的一點,如圖所示,關(guān)于神舟九號的運(yùn)動,下列說法中正確的有(   )

A. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度

B. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的速度

C. 在軌道Ⅱ上運(yùn)動的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動的周期

D. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度

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