【題目】如圖甲所示,豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成,AB和BCD相切于B點,CD連線是圓軌道豎直方向的直徑(C,D為圓軌道的最低點和最高點),且∠BOC=θ=37°,圓軌道直徑d為0.4m.可視為質(zhì)點質(zhì)量m為0.1kg的小滑塊從軌道AB上高H處的某點由靜止滑下,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8):求
(1)小滑塊從某處靜止開始下滑,求剛好能通過圓軌道最高點D的高度H;
(2)若用力傳感器測出滑塊經(jīng)過圓軌道最高點D時對軌道的壓力為F,請在如圖乙中繪制出壓力F與高度H的關(guān)系圖象.
(3)通過計算判斷是否存在某個H值,使得滑塊經(jīng)過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點.
【答案】(1)0.5m;(2) ;(3)存在滿足條件的值
【解析】
解:(1)剛好通過圓軌道最高點時,由牛頓第二定律得:
由機械能守恒定律得:
聯(lián)立解得:
(2)滑塊由從某高度處下滑到的過程中,由機械能守恒定律得:
由牛頓第三定律得滑塊在點所受軌道支持力與滑塊對軌道的壓力等大反向,記為,則由牛頓第二定律得:
代入數(shù)據(jù)解得:
其圖象如圖所示
(3)存在滿足條件的值,設(shè)滑塊在點的速度為時,恰能落到直軌道上與圓心等高處
豎直方向:,水平方向:
由幾何關(guān)系得:
代入數(shù)據(jù)解得:
物體恰好能過點的速度大小:
因為,所以存在滿足條件的值
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【題目】如圖,“冰雪游樂場”滑道B點的左側(cè)水平粗糙,右側(cè)是光滑的曲面,左右兩側(cè)平滑連接。質(zhì)量m=30kg的小孩從滑道頂端A點靜止開始下滑,經(jīng)過B點時被靜止的質(zhì)量為M=60kg的家長抱住,一起滑行到C點停下(C點未畫出)。已知A點高度h=5m,人與水平滑道間的動摩擦因數(shù)μ=02,g取10m/s2,求;
(1)小孩剛到B點時的速度大小vB;
(2)B、C間的距離s。
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【題目】物理學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)在驗證動能定理實驗時找到了打點計時器及所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小車、沙桶和細(xì)沙、長木板及滑輪,他們組裝了一套如圖所示的裝置。當(dāng)小車連接上紙帶,用細(xì)線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶, 小車處于靜止?fàn)顟B(tài)。若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:
(1)你認(rèn)為還需要的實驗器材有__________________;
(2)實驗時為了保證小車受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是______________;實驗時首先要做的步驟是____________。
(3)在(2)的基礎(chǔ)上, 興趣小組的同學(xué)用天平稱量小車的質(zhì)量為M,往沙桶中裝入適量的細(xì)沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量為m, 然后讓沙桶帶動小車加速運動.用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v1與v2(v1<v2).則本實驗最終要驗證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為________(用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)
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【題目】如圖所示的裝置可以用來測量滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)。在水平面上將彈簧的一端固定,另一端與帶有擋光片的滑塊接觸彈簧與滑塊不固連。壓縮彈簧后,將其釋放,滑塊被彈射,離開彈簧后經(jīng)過O處的光電門,最終停在P點。
(1)除了需要測量擋光片的寬度d,還需要測量的物理量有__。
A.光電門與P點之間的距離s
B.擋光片的擋光時間t
C.滑塊帶擋光片的質(zhì)量m
D.滑塊釋放點到P點的距離x
(2)動摩擦因數(shù)的表達(dá)式______用上述測量量和重力加速度g表示。
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【題目】2018珠海航展,我國五代戰(zhàn)機“殲20”再次閃亮登場。表演中,戰(zhàn)機先水平向右,再沿曲線ab向上(如圖),最后沿陡斜線直入云霄。設(shè)飛行路徑在同一豎直面內(nèi),飛行速率不變。則沿ab段曲線飛行時,戰(zhàn)機
A. 所受合外力大小為零
B. 所受合外力方向豎直向上
C. 豎直方向的分速度逐漸增大
D. 水平方向的分速度不變
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【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1.電池和交變電源的電動勢都為6 V,內(nèi)阻均不計,下列說法正確的是( )
A. S與a接通的瞬間,R中無感應(yīng)電流
B. S與a接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為0
C. S與b接通穩(wěn)定后,R兩端的電壓為3 V
D. S與b接通穩(wěn)定后,原、副線圈中電流的頻率之比為2∶1
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【題目】如圖所示,在勻強磁場中,一矩形線圈繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,線圈通過電刷與理想變壓器原線圈相連,副線圈接一滑動變阻器R,原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.要使理想電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍,下列措施可行的是 ( )
A. n2和R都增大為原來的2倍
B. n2和ω都增大為原來的2倍
C. ω和R都增大為原來的2倍
D. 磁感應(yīng)強度B增大為原來的2倍
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【題目】如圖,在水平面內(nèi)固定有兩根相互平行的無限長光滑金屬導(dǎo)軌,其間距為L,電阻不計。在虛線l1的左側(cè)存在著豎直向上的勻強磁場,在虛線l2的右側(cè)存在豎直向下的勻強磁場,兩部分磁場的磁感應(yīng)強度均為B。a、b兩根電阻均為R的完全相同的金屬棒與導(dǎo)軌垂直,分別位于兩塊磁場中,現(xiàn)突然給a棒一個水平向左的初速度2v0,在兩棒達(dá)到穩(wěn)定的過程中下列說法正確的是( 。
A. 兩金屬棒組成的系統(tǒng)的動量守恒
B. 最終兩金屬棒的速度大小都是v0
C. a棒克服安培力做功的功率等于a棒的發(fā)熱功率
D. a棒在達(dá)到穩(wěn)定之前做變減速直線運動
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【題目】如圖所示是使用光電管的原理圖,當(dāng)用某種可見光照射到陰極K上時,電流表中有電流通過:
(1)當(dāng)變阻器的滑動端P向______滑動時(填“左”或“右”),通過電流表的電流將會減小,當(dāng)電流表電流剛減小到零時,電壓表的讀數(shù)為U,則陰極K的逸出功為______________(已知電子電荷量為e,普朗克常量為h,可見光的頻率為)。
(2)如果保持變阻器的滑動端P的位置不變,也不改變?nèi)肷涔獾念l率,而增大入射光的強度,則光電子的最大初動能將______(填“增大”、“減小”或“不變”),通過電流表的電流將會________(填“增大”、 “減小”或“不變”)。
(3)如果將電源的正負(fù)極對調(diào),將變阻器的滑動端P從A端逐漸向B端移動的過程中, 通過電流表的電流先______________后____________(填“增大”、“減小”或“不變”)(電源電壓足夠大)
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