(14分) 如圖所示,擋板P固定在足夠高的水平桌面上,小物塊A和B大小可忽略,它們分別帶有+QA和+QB的電荷量,質(zhì)量分別為mA和mB.兩物塊由絕緣的輕彈簧相連,一不可伸長的輕繩跨過滑輪,一端與B連接,另一端連接一輕質(zhì)小鉤.整個裝置處于場強(qiáng)為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場中. A、B開始時靜止,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,不計一切摩擦及A、B間的庫侖力,A、B所帶電荷量保持不變,B不會碰到滑輪.
(1) 若在小鉤上掛一質(zhì)量為M的物塊C并由靜止釋放,可使物塊A對擋板P的壓力恰為零,但不會離開P,求物塊C下降的最大距離;
(2) 若C的質(zhì)量改為2M,則當(dāng)A剛離開擋板P時,B的速度多大?
(1)h=E(QB+QA)/k (2)V=
解析試題分析:(1)開始時彈簧形變量為x1,由平衡條件:
Kx1=EQB 可得x1="EQ/k"
設(shè)當(dāng)A剛離開檔板時彈簧的形變量為x2:
由:kx2=EQA 可得x2=EQA/k
故C下降的最大距離為:h=x1+x2
解得h=E(QB+QA)/k
(2)由能量守恒定律可知:C下落h過程中,C重力勢能的減少量等于B的電勢能的增量和彈簧彈性勢能的增量以及系統(tǒng)動能的增量之和
當(dāng)C的質(zhì)量為M時:Mgh=QBEh+ΔE彈
當(dāng)C的質(zhì)量為2M時,設(shè)A剛離開擋板時B的速度為V
2Mgh=QBEh+ΔE彈+(2M+mB)V2/2
解得A剛離開P時B的速度為:V=
考點:本題考查對胡克定律、能量守恒定律的應(yīng)用。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,水平放置的輕彈簧左端固定,小物塊P置于水平桌面上的A點并與彈簧的右端接觸,此時彈簧處于原長.現(xiàn)用水平向左的推力將P緩緩?fù)浦罛點(彈簧仍在彈性限度內(nèi))時,推力做的功為WF=6 J.撤去推力后,小物塊P沿桌面滑動到停在光滑水平地面上的平板小車Q上,且恰好物塊P在小車Q上不滑出去(不掉下小車)。小車的上表面與桌面在同一水平面上,已知P、Q質(zhì)量分別為m=1 kg、M=4 kg,A、B間距離為L1=5 cm,A離桌子邊緣C點的距離為L2=90 cm,P與桌面及P與Q的動摩擦因數(shù)均為μ=0.4,g=10 m/s2,試求:
(1)把小物塊推到B處時,彈簧獲得的彈性勢能是多少?
(2)小物塊滑到C點的速度
(3)P和Q最后的速度;
(4)Q的長度
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)消防車的供水系統(tǒng)主要由水泵、輸水管道和水炮組成.如圖所示,消防水炮離地高度為,建筑物上的火點離地高度為,水炮與火點的水平距離為,水泵的功率為,整個供水系統(tǒng)的效率.假設(shè)水從水炮水平射出,不計空氣阻力,取.
(1)若,,水炮出水速度,求水炮與起火建筑物之間的水平距離;
(2)在(1)問中,若水炮每秒出水量,求水泵的功率;
(3)當(dāng)完成高層滅火后,還需要對散落在火點正下方地面上的燃燒物進(jìn)行滅火,將水炮豎直下移至,假設(shè)供水系統(tǒng)的效率不變,水炮出水口的橫截面積不變,水泵功率應(yīng)調(diào)整為,則應(yīng)為多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(16分)如圖所示,在高h(yuǎn)1=1.2m的光滑水平臺面上,質(zhì)量m=1kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住,儲存了一定量的彈性勢能Ep,若打開鎖扣K,物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度v1向右滑離平臺,并恰好能從B點的切線方向進(jìn)入光滑圓弧形軌道BC,B點的高度h2=0.6m,其圓心O與平臺等高,C點的切線水平,并與地面上長為L=2.8m的水平粗糙軌道CD平滑連接,小物塊沿軌道BCD運動與右邊墻壁發(fā)生碰撞,取g=10m/s2。
⑴求小物塊由A到B的運動時間;
⑵小物塊原來壓縮彈簧時儲存的彈性勢能Ep是多大?
⑶若小物塊與墻壁碰撞后速度方向反向,大小為碰前的一半,且只發(fā)生一次碰撞,則小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)μ的取值范圍多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
某游樂場中有一種叫“空中飛椅”的游樂設(shè)施,其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上,繩子下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。若將人和座椅看成是一個質(zhì)點,則可簡化為如圖所示的物理模型。其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤,可繞豎直轉(zhuǎn)軸 OO′轉(zhuǎn)動,設(shè)繩長l=10m,質(zhì)點的質(zhì)量m=60kg,轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4m。轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動,此時繩與豎直方向的夾角θ=370。(不計空氣阻力及繩重,繩子不可伸長,sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)求:
(1)質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時轉(zhuǎn)盤的角速度及繩子的拉力;
(2)質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中,繩子對質(zhì)點做的功。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
地面上方某一高度有一小球,其重力勢能為10J,現(xiàn)讓它由靜止開始下落,若不計空氣阻力,則它在著地前瞬間的動能為( )
A.10 J | B.30 J | C.5J | D.20J |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
半徑為r和R(r<R)的光滑半圓形槽,其圓心均在同一水平面上,如圖所示,質(zhì)量相等的兩物體分別自半圓形槽左邊緣的最高點無初速地釋放,在下滑過程中兩物體
A.機(jī)械能均逐漸減小 |
B.經(jīng)最低點時動能相等 |
C.在最低點對軌道的壓力相等 |
D.在最低點的機(jī)械能不相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,在小車的支架上用細(xì)線懸掛一個小球,已知線長為L,小車帶著小球一起以速度向右做勻速運動。當(dāng)小車突然碰到障礙物而停止運動后,關(guān)于小球再上升的最大高度h的下列幾種表述中,肯定不可能的是( )
A.小于 | B.大于 | C.等于 | D.等于2L |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
光滑斜面上物塊A被平行斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于O點,如圖所示,現(xiàn)將A沿斜面拉到B點無初速釋放,物體在BC范圍內(nèi)做簡諧運動,則下列說法正確的是:
A.OB越長,振動能量越大 |
B.在振動過程中,物體A機(jī)械能守恒 |
C.A在C點時,物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢能最大,在O點時系統(tǒng)勢能最小 |
D.B點時物體A的機(jī)械能最小 |
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