【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一傾角θ=37°的傳送帶,兩皮帶輪AB軸心之間的距離L=3.2 m,沿順時針方向以v0=2 m/s勻速運動。一質(zhì)量m=2 kg的物塊P從傳送帶頂端無初速度釋放,物塊P與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。物塊P離開傳送帶后在C點沿切線方向無能量損失地進(jìn)入半徑為m的光滑圓弧形軌道CDF,并沿軌道運動至最低點F,與位于圓弧軌道最低點的物塊Q發(fā)生碰撞,碰撞時間極短,物塊Q的質(zhì)量M =1 kg,物塊PQ均可視為質(zhì)點,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,。求:

(1)物塊P從傳送帶離開時的動量;

(2)傳送帶對物塊P做功為多少;

(3)物塊P與物塊Q碰撞后瞬間,物塊P對圓弧軌道壓力大小的取值范圍。

【答案】(1)8kgm/s,方向與水平方向成斜向右下;(2)-22.4J;(3)

【解析】

(1)物塊在未到達(dá)與傳送帶共速之前,所受摩擦力方向沿傳送帶向下,

由牛頓第二定律得

解得

所需時間

沿斜面向下運動的位移

當(dāng)物塊的速度與傳送帶共速后,由于 所以物塊所受摩擦力方向沿傳送帶向上,由牛頓第定律得

解得a2=2m/s2

物塊以加速度以運動的距離為

設(shè)物塊運動到傳送帶底端的速度為,由運動學(xué)公式得v12=v02+2a2x2

解得

則動量為P=mv1=,方向與水平方向成斜向右下

(2)物塊從頂端到底端,根據(jù)動能定理:

可知傳送帶對物塊做功為:W=

(3)設(shè)物塊運動到點的速度為,由動能定理得

解得

若物塊與物塊發(fā)生完全彈性碰撞,并設(shè)物塊碰撞后的速度為,物塊Q碰撞后的速度為,則兩物塊的碰撞過程動量守恒,碰撞前后動能之和不變;

解得

若物塊與物塊發(fā)生完全非彈性碰撞,則

解得

所以物塊的速度范圍為:

點由牛頓第二定律得:

解得:

物塊碰撞后間對圓弧軌道的壓力為,由牛頓第三定律可得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,發(fā)射升空的衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移橢圓軌道Ⅰ上A點處經(jīng)變軌后進(jìn)入運行圓軌道Ⅱ.A、B分別為軌道Ⅰ的遠(yuǎn)地點和近地點.則衛(wèi)星在軌道Ⅰ上

A. 經(jīng)過A點的速度小于經(jīng)過B點的速度

B. 經(jīng)過A點的動能大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點的動能

C. 運動的周期大于在軌道Ⅱ上運動的周期

D. 經(jīng)過A點的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】足夠強的勻強磁場中有一個原來靜止的氡核,它放射出一個α粒子后變?yōu)?/span>Po核.假設(shè)放出的α粒子運動方向與磁場方向垂直,求:

(1)α粒子與Po核在勻強磁場中的徑跡圓半徑之比,畫出它們在磁場中運動軌跡的示意圖;

(2)α粒子與Po核兩次相遇的時間間隔與α粒子運動周期的關(guān)系;(設(shè)質(zhì)子和中子質(zhì)量相等)

(3)若某種放射性元素在勻強磁場中垂直磁場方向發(fā)生β衰變,則β粒子和反沖核在磁場中運動軌跡的示意圖與上述α衰變軌跡示意圖有何不同?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(共6分)某同學(xué)用圖9甲所示裝置通過半徑相同的AB兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。圖中PQ是斜槽,QR為水平槽。實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復(fù)上述操作10次,得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞后,AB球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復(fù)這種操作10次。圖甲中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點.B球落點痕跡如圖乙所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零點與O點對齊。

1)(2分)碰撞后B球的水平射程應(yīng)取為____cm.

2)(4分)以下關(guān)于本次實驗的說法,正確的有__________(填選項號,全部填對得4分,錯選不得分,少選得2分)。

A)斜槽的末端必須水平;

BAB兩球的半徑必須相等;

CAB兩球必須用同種材料制成;

DA球和B球的質(zhì)量可以不用測量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平地面上放一質(zhì)量m=1kg的木塊,木塊與地面間的動摩擦因數(shù)=0.6,在水平方向上對木塊同時施加相互垂直的兩個拉力F1、F2,已知F1=6N,F2=8N,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g10m/s2,則:

(1)木塊受到的摩擦力為多少?

(2)若將F2逆時針轉(zhuǎn)90°,此時木塊的加速度大小為多少?

(3)若將F2順時針十轉(zhuǎn)90°,求木塊運動t=2s時的位移大小?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】ab是長為l的均勻帶電細(xì)桿,P1、P2是位于ab所在直線上的兩點,位置如圖所示.ab上電荷產(chǎn)生的靜電場在P1處的場強大小為E1,在P2處的場強大小為E2.則以下說法中正確的是

A. 兩處的電場方向相同,E1>E2

B. 兩處的電場方向相反,E1>E2

C. 兩處的電場方向相同,E1<E2

D. 兩處的電場方向相反,E1<E2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有兩個燈泡,L1標(biāo)有“220V,60W”,L2標(biāo)有“220V,40W”.將它們串聯(lián)后接在電源上,則(

A. 路端電壓為220伏時,L1、L2都不能正常發(fā)光

B. 路端電壓為440伏時,L1、L2都能正常發(fā)光

C. 無論路端電壓為多少伏,L1、L2都不可能正常發(fā)光

D. 無論路端電壓為多少伏,L1肯定不能正常發(fā)光

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著負(fù)電荷,x軸垂直于環(huán)面且過圓心O.下列關(guān)于x軸上的電場強度和電勢的說法正確的是( )

A. O點沿x軸正方向,電場強度先增大后減小,電勢一直降低

B. O點沿x軸正方向,電場強度先增大后減小,電勢先降低后升高

C. O點的電場強度為零,電勢最低

D. O點的電場強度不為零,電勢最高

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的裝置可以驗證動量守恒定律,在滑塊AB相碰的端面上裝上彈性碰撞架,它們的上端裝有等寬的擋光片。

(1)實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平,借助光電門來檢驗氣墊導(dǎo)軌是否水平的方法是______________________________________________________________.

(2)為了研究兩滑塊所組成的系統(tǒng)在彈性碰撞和完全非彈性碰撞兩種情況下的動量關(guān)系,實驗分兩次進(jìn)行。

第一次:讓滑塊A置于光電門1的左側(cè),滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當(dāng)位置。給A一個向右的初速度,通過光電門1的時間為,AB碰撞后又分開,滑塊A再次通過光電門1的時間為,滑塊B通過光電門2的時間為

第二次:在兩彈性碰撞架的前端貼上雙面膠,同樣讓滑塊A置于光電門1的左側(cè),滑塊B靜置于兩光電門間的某一適當(dāng)位置。給A一個向右的初速度,通過光電門1的時間為,AB碰撞后粘連在一起,滑塊B通過光電門2的時間為

為完成該實驗,還必須測量的物理量有_______(填選項前的字母)。

A.擋光片的寬度d B.滑塊A的總質(zhì)量

C.滑塊B的總質(zhì)量 D.光電門1到光電門2的間距L

(3)在第二次實驗中若滑塊AB在碰撞的過程中動量守恒,則應(yīng)該滿足的表達(dá)式為________(用已知量和測量量表示)。

(4)在第一次實驗中若滑塊AB在碰撞的過程中機械能守恒,則應(yīng)該滿足的表達(dá)式為____________(用已知量和測量量表示)

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