【題目】如圖所示,長度L=2m的水平軌道AB與傾角θ=37°的光滑固定傾斜軌道CD間用一段半徑R=1m的光滑圓弧形軌道BC平滑連接(相切),并在傾斜軌道頂端D處固定一塊垂直于軌道的擋板。現(xiàn)使一個質量m=0.8kg的小滑塊(視為質點)在水平向右的恒力F作用下,從水平軌道左端A由靜止開始沿軌道運動,已知小滑塊與軌道AB段間的動摩擦因數(shù)=0.25,滑塊到達D點與擋板發(fā)生碰撞過程中無機械能損失。第一次與擋板碰撞后,小滑塊沿軌道回到水平軌道AB的中點時速度恰好為零。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)該水平恒力的大小F;
(2)小滑塊第一次與擋板碰撞前瞬間的速度大小υ以及小滑塊與擋板碰撞前瞬間的最小速度υmin(結果可保留根號);
(3)小滑塊與擋板第三次碰撞后返回水平軌道向左運動的最遠位置到B點的距離x以及小滑塊在水平軌道AB段運動的總路程s。
【答案】(1) 6N (2) m/s (3) 6m
【解析】
(1)對小滑塊從A點由靜止開始沿軌道運動到第一次回到水平軌道AB的中點的過程,由動能定理有:
,
解得:
;
(2)由于,故小滑塊在傾斜軌道上做勻速直線運動,對小滑塊第一次從A點運動至 D點的過程,由動能定理有:
解得:
經分析可知,小滑塊最終在BCD間往復運動,在B點的速度為零,小滑塊碰撞擋板的最小速度等于在軌道 BCD間往復運動時經過C點時的速度,由動能定理有:
解得:
;
(3)設小滑塊與擋板第二次碰撞后返回AB段向左運動的最遠位置到B點的距離為x′,由動能定理有:
,
解得:
,
同理可得:
,
設小滑塊在水平軌道AB上運動的總路程為s,由能量守恒定律有:
,
解得:
;
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【題目】如圖所示,輕質彈簧上端固定,不掛重物時下端位置為C點;在下端掛一個質量為m的物體(可視為質點)后再次保持靜止,此時物體位于A點;將物體向下拉至B點后釋放。關于物體的運動情況,下面說法中不正確的是( 。
A.物體由B到A的運動過程中,物體的加速度一直在減小
B.物體由B到A的運動過程中,物體的速度一直在增大
C.物體由B到C的運動過程中,物體的加速度一直在增大
D.物體由B到C的運動過程中,物體的速度先增大后減小
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【題目】如圖所示,豎直正對的平行板電容器帶等量異種電荷,帶正電的右板與靜電計相連,左板接地。假設兩極板所帶的電荷量不變,電場中P點固定一帶正電的點電荷,下列說法正確的是
A.若僅將左板上移少許,則靜電計指針偏角變小
B.若僅將左板右移少許,則靜電計指針偏角變小
C.若僅將左板上移少許,則P點電勢升高
D.若僅將左板右移少許,則P的點電荷電勢能增大
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【題目】如圖所示,極地軌道衛(wèi)星的運行軌道可視為圓軌道,其軌道平面通過地球的南北兩極。若已知一個極地軌道衛(wèi)星從北緯60°的正上方,按圖示方向第一次運行到南緯60°的正上方時所用時間為t,已知地球半徑為R(地球視為均勻球體),地球表面的重力加速度為g,萬有引力常量為G,由以上已知量可以求出:
A.該衛(wèi)星的運行周期B.該衛(wèi)星距地面的高度
C.該衛(wèi)星的質量D.地球的質量
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【題目】一名跳傘運動員從懸停在高空的直升機中跳下,如圖所示為運動員從跳離飛機到落地的過程中在空中沿豎直方向運動的v-t圖象,對于運動員的運動,下列說法正確的是
A.0~10s做自由落體運動,15s末開始做勻速直線運動
B.10~15s做加速度逐漸減小的減速運動
C.0~10s內的平均速度為10m/s
D.10s末打開降落傘,10~15s內的位移小于75m
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【題目】如圖所示,水平地面上固定一斜面,斜面傾角為θ,初始時將一物體A輕放在斜面上,A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。下列分析正確的是( 。
A.若,并在物體A上施加一豎直向下的恒力F,則物體A將在力F的作用下沿斜面向下加速運動
B.若,并在物體A上施加一豎直向下的恒力F,則物體A將在力F的作用下沿斜面向下加速運動
C.若,物體A將以加速度a沿斜面向下加速運動;在物體A上施加一豎直向下的恒力F后,物體A將仍以加速度a沿斜面向下加速運動
D.若,物體A將以加速度a沿斜面向下加速運動;在物體A上施加一豎直向下的恒力F后,物體A將以大于a的加速度沿斜面向下加速運動
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【題目】某同學用圖示裝置研究平拋運動及其特點,他的實驗操作是:在小球A、B處于同一高度時,用小錘輕擊彈性金屬片,使A球水平飛出,同時B球被松開。
他觀察到的現(xiàn)象是:小球A、B______填“同時”或“不同時”落地;
讓A、B球恢復初始狀態(tài),用較大的力敲擊彈性金屬片,A球在空中運動的時間將______填“變長”、“不變”或“變短”;
上述現(xiàn)象說明:平拋運動的時間與______大小無關,平拋運動的豎直分運動是______運動。
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【題目】如圖所示,帶電平行金屬板A,B,板間的電勢差為U,A板帶正電,B板中央有一小孔.一帶正電的微粒,帶電量為q,質量為m,自孔的正上方距板高h處自由落下,若微粒恰能落至A,B板的正中央c點,則( )
A. 微粒在下落過程中動能逐漸增加,重力勢能逐漸減小
B. 微粒落入電場中,電勢能逐漸增大,其增加量為
C. 微粒在下落過程中重力做功為,電場力做功為
D. 若微粒從距B板高2h處自由下落,則恰好能達到A板
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【題目】現(xiàn)用已調為水平的氣墊導軌及圖甲中所示的其它裝置驗證動量守恒定律,實驗的主要步驟為:
(1)用一游標卡尺測得擋光片的寬度d如圖乙所示,則d=___cm。用天平測得滑塊a(含擋光片)的質量為m1及滑塊b(含擋光片和彈簧)的質量為m2
(2)將滑塊b靜置于兩光電門之間,將滑塊a置于光電門1的右端,然后將滑塊a水平壓縮彈簧,滑塊a在彈簧的作用下向左彈射出去,通過光電門1后繼續(xù)向左滑動并與滑塊b發(fā)生碰撞
(3)a、b兩滑塊碰撞彈開后,分別通過光電門1和2,實驗結束
(4)實驗后,分別記錄了滑塊a先后兩次通過光電門1的時間t1和t2,及滑塊b通過光電門2的時間t3.
(5)若碰撞前后動量守恒,則驗證的表達式為 ___(用測得量符號表示)
(6)如果該碰撞為彈性碰撞,且滑塊a碰撞后也隨即向左通過光電門2,則兩滑塊的質量m1______ m2(填大于、等于或小于)
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