(10分)如圖所示,AB是一段位于豎直平面內的弧形軌道,高度為h,末端B處的切線沿水平方向。一個質量為m的小物體P(可視為質點)從軌道頂端處A點由靜止釋放,滑到B點時以水平速度v飛出,落在水平地面的C點,其軌跡如圖中虛線BC所示。已知P落地時相對于B點的水平位移OC=l,重力加速度為g,不計空氣阻力的作用。
(1)請計算P在弧形軌道上滑行的過程中克服摩擦力所做的功;
(2)現(xiàn)于軌道下方緊貼B點安裝一水平傳送帶,傳送帶右端E輪正上方與B點相距。先將驅動輪鎖定,傳送帶處于靜止狀態(tài)。使P仍從A點處由靜止釋放,它離開B點后先在傳送帶上滑行,然后從傳送帶右端水平飛出,恰好仍落在地面上C點,其軌跡如圖中虛線EC所示。若將驅動輪的鎖定解除,并使驅動輪以角速度ω順時針勻速轉動,再使P仍從A點處由靜止釋放,最后P的落地點是D點(圖中未畫出)。已知驅動輪的半徑為r,傳送帶與驅動輪之間不打滑,且傳送帶的厚度忽略不計。求:
①小物塊P與傳送帶之間的動摩擦因數;
②若驅動輪以不同的角速度勻速轉動,可得到與角速度ω對應的OD值,討論OD的可能值與ω的對應關系。
(1);
(2)①;
②當0﹤ω﹤時,OD=l;當ω﹥時,OD=(;當﹤ω﹤時,OD=。
解析試題分析:(1)小物塊從A到B的過程中有重力和摩擦力對其做功,
故根據動能定理有:(2分)
解得(1分)
(2)① 需要先求出物塊在E點的速度;
沒有安裝傳送帶時,小物塊從B到C的過程,做平拋運動,水平方向有l(wèi)=vt;
安裝傳送帶后,小物塊從E到C的過程沿水平方向有l(wèi)/2=vEt,二者的豎直高度相等,落下時所用的時間相等,故聯(lián)立以上兩個方程,解得vE=(1分)
設小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數為μ,小物塊從B到E的過程,根據動能定理有
- (2分)
解得(1分)
②(a)當傳送帶的速度0﹤v帶=ωr﹤vE,
即0﹤ω﹤時,物體在傳送帶上一直做勻減速運動,物體離開傳送帶時的速度為vE,則OD=l…(1分)
(b)如果傳送帶的速度較快,物體在傳送帶上一直加速而未與傳送帶共速,則物體的加速度始終為a=設物體離開傳送帶時的速度為vmax,
根據運動學公式有解得vmax=
當傳送帶的速度v帶=ωr﹥,
即ω﹥時,物體離開傳送帶點時的速度為vmax,
則OD=+t=(…(1分)
(c)當傳送帶的速度vE﹤v帶=ωr﹤vmax,
即﹤ω﹤時,物體離開傳送帶點時的速度為v帶=ωr,則OD=+ωrt=…(1分)
考點:動能定理,牛頓第二定律,運動學公式在傳送帶問題上的綜合應用。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)2012年11月23日上午,由來自東海艦隊“?招埴棃F”的飛行員戴明盟駕駛的中國航母艦載機殲-15降落在“遼寧艦”甲板上,首降成功,隨后艦載機通過滑躍式起飛成功;S起飛有點象高山滑雪,主要靠甲板前端的上翹來幫助戰(zhàn)斗機起飛,其示意圖如圖所示,設某航母起飛跑道主要由長度為L1=160m的水平跑道和長度為L2=20m的傾斜跑道兩部分組成,水平跑道與傾斜跑道末端的高度差m。一架質量為kg的飛機,其噴氣發(fā)動機的推力大小恒為N,方向與速度方向相同,在運動過程中飛機受到的平均阻力大小為飛機重力的0.1倍,假設航母處于靜止狀態(tài),飛機質量視為不變并可看成質點,傾斜跑道看作斜面,不計拐角處的影響。取m/s2。
(1)求飛機在水平跑道運動的時間.
(2)求飛機到達傾斜跑道末端時的速度大小.
(結果可用根號表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分)如圖所示,半徑R=0.8 m的光滑圓弧軌道固定在水平地面上,O為該圓弧的圓心,軌道上方的A處有一個可視為質點的質量m=1 kg的小物塊,小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進入圓弧軌道.此后小物塊將沿圓弧軌道下滑,已知AO連線與水平方向的夾角θ=45°,在軌道末端C點緊靠一質量M=3 kg的長木板,木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長木板間的動摩擦因數μ=0.3,g取10 m/s2.求:
(1)小物塊剛到達C點時的速度大;
(2)小物塊剛要到達圓弧軌道末端C點時對軌道的壓力;
(3)要使小物塊不滑出長木板,木板長度L至少為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示一水平圓盤繞過圓心的豎直軸轉動,圓盤邊緣有一質量m=1.0kg的小滑塊。當圓盤轉動的角速度達到某一數值時,滑塊從圓盤邊緣A點滑落,經光滑的過渡圓管進入軌道ABC。已知AB段斜面傾角為α=53°,BC段斜面傾角為β=37°,滑塊與圓盤及斜面間的動摩擦因數均為μ=0.5,A點離B點所在水平面的高度h=1.2m。滑塊在運動過程中始終未脫離軌道,不計在過渡圓管處和B點的機械能損失,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,取g=10m/s2,,。求:
(1)若圓盤半徑R=0.2m,滑塊從圓盤上滑落時圓盤的角速度ω;
(2)取圓盤所在平面為零勢能面,滑塊到達B點時的機械能EB;
(3)滑塊經過B點后0.6s內發(fā)生的位移xBC。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如下圖是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖.其中,傳送帶足夠長,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.8,傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等,主動輪軸頂端與運煤車底板間的豎起高度H=1.8 m,與運煤車車箱中心的水平距離x=1.2 m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質點),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動,后與傳送帶一起做勻速運動,到達主動輪時隨輪一起勻速轉動.要使煤塊在輪的最高點水平拋出并落在車箱中心,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)傳送帶勻速運動的速度v及主動輪和從動輪的半徑R;
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經過的時間t0.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
長度1m的輕繩下端掛著一質量為9.99kg的沙袋,一顆質量為10g的子彈以500m/s的速度水平射入沙袋(未穿出),求在子彈射入沙袋后的瞬間,懸繩的拉力是多大?(設子彈與沙袋的接觸時間很短,g取10m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
I.(6分)研究性學習小組的同學欲探究小車質量不變時其加速度與力的關系,該小組在實驗室設計了一套如圖1所示的裝置,圖中A為小車,B為打點計時器,C為力傳感器(測繩子的拉力),P為小桶(內有砂子),M是一端帶有定滑輪的水平放置的足夠長的模板.不計繩子與滑輪間的摩擦.
(1)要順利完成該實驗,除圖中實驗儀器和低壓交流電源(含導線)外,還需要的實驗儀器是 _________ (填“刻度尺”、“天平”或“秒表”).
(2)平衡摩擦力后再按上述方案做實驗,是否要求砂桶和砂子的總質量遠小于小車的質量? (填“是”或“否”)
(3)已知交流電源的頻率為50Hz,某次實驗得到的紙帶如圖2所示,圖中相鄰計數點之間還有4個點未畫出,由該紙帶可求得小車的加速度a= _________ m/s2.(結果保留2位有效數字)
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
一物體受繩的拉力作用由靜止開始前進,先做加速運動,然后改做勻速運動,再改做減速運動,則下列說法中正確的是( )
A.加速前進時,繩拉物體的力大于物體拉繩的力 |
B.減速前進時,繩拉物體的力大于物體拉繩的力 |
C.只有勻速前進時,繩拉物體的力與物體拉繩的力大小才相等 |
D.不管物體如何前進,繩拉物體的力與物體拉繩的力大小總相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
2013年12月2日1時30分,搭載月球車和著陸器的嫦娥三號月球探測器從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空,飛行約18min后,嫦娥三號進入如圖所示的地月轉移軌道AB,A為入口點,B為出口點,嫦娥三號在B點經過近月制動,進入距離月面h=100公里的環(huán)月圓軌道,其運行的周期為T,然后擇機在月球虹灣地區(qū)實行軟著陸,展開月面巡視勘察。若以R表示月球半徑,忽略月球自轉及地球對它的影響。下列說法正確的是
A.攜帶月球車的著陸器在月球上著陸過程中一直處于失重狀態(tài) |
B.物體在月球表面自由下落的加速度大小為 |
C.月球的第一宇宙速度為 |
D.由于月球表面重力加速度較小,故月球車在月球上執(zhí)行巡視探測任務時處于失重狀態(tài) |
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