1.如圖所示,固定于水平面上、傾角θ=37°的光滑斜面底端固定一與斜面偏小的輕彈簧,勁度系數(shù)k=40N/m.將一質(zhì)量為m=0.2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),放置在質(zhì)量M=0.8kg的木板上,木板和物塊一起自斜面頂端由靜止釋放.當(dāng)木板的下端到達(dá)A點(diǎn)時(shí),彈簧的壓縮量x1=0.1m,木板正處在加速下滑的過程中,速度v0=1m/s,此時(shí)物塊剛好相對木板開始滑動(dòng);木板繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),其下端到達(dá)B點(diǎn)時(shí),木板處于平衡狀態(tài),物塊恰好將滑離木板(滑離后物塊未觸及彈簧和斜面).設(shè)物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)木板下端首次到達(dá)A點(diǎn)時(shí),木板的加速度a的大。
(2)物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)木板下端再次返回到A點(diǎn)時(shí),木板的速度v0.(結(jié)果可保留根號)

分析 (1)對整體進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律可求得加速度大。
(2)對m分析,根據(jù)牛頓第二定律可求得動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)B點(diǎn)處對M分析,根據(jù)平衡條件可求得位移關(guān)系,再對運(yùn)動(dòng)過程根據(jù)動(dòng)能定理列式,聯(lián)立即可求得木板的速度v0

解答 解:(1)木板下端首次到達(dá)A點(diǎn)時(shí),對M、m,由牛頓第二定律得:
(M+m)gsinθ-kx1=(M+m)a
代入數(shù)據(jù)解得:
a=2m/s2;
(2)對m,由牛頓第二定律有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma
代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.5;
(3)在B點(diǎn),對M,由平衡條件可得:
mgsinθ+μmgcosθ=kx2
木板下端由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,木板的位移△x=x2-x1
木板下端兩次經(jīng)過A點(diǎn)的過程中
對M,由動(dòng)能定理可得:
μmgcosθ•△x=$\frac{1}{2}$Mv2-$\frac{1}{2}$Mv02
解得:v=$\frac{3\sqrt{3}}{5}$m/s;
答:(1)木板下端首次到達(dá)A點(diǎn)時(shí),木板的加速度a的大小為2m/s2;
(2)物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.5;
(3)木板下端再次返回到A點(diǎn)時(shí),木板的速度v0為$\frac{3\sqrt{3}}{5}$m/s;

點(diǎn)評 本題綜合考查了動(dòng)能定理、牛頓第二定律以及共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用,要注意正確分析物理過程,正確受力分析,再正確選擇物理規(guī)律求解即可.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

9.交通規(guī)定:黃燈亮?xí)r車頭已經(jīng)越過停車線的車輛可以繼續(xù)前行,車頭未越過停車線的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈.現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛,甲車在前,乙車在后,當(dāng)兩車快到十字路口時(shí),甲車司機(jī)看到黃燈閃爍,3s黃燈提示后將再轉(zhuǎn)為紅燈.請問:
(1)若甲車在黃燈開始閃爍時(shí)剎車,要使車在黃燈閃爍的時(shí)間內(nèi)停下來且剎車距離不得大于18m,該甲車剎車前的行駛速度不能超過多少?
(2)若甲、乙車均以v0=15m/s的速度駛向路口,乙車司機(jī)看到甲車剎車后也立即剎車(乙車司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間△t2=0.4s).已知甲車、乙車緊急剎車時(shí)產(chǎn)生的加速度大小分別為a1=5m/s2、a2=6m/s2.若甲車司機(jī)看到黃燈閃爍時(shí)車頭距離警戒線L=30m,要避免闖紅燈,他的最長反應(yīng)時(shí)間△t1為多少?
(3)滿足第(2)問的條件下,為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞,甲乙兩車剎車前的最小距離s0多大.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

10.如圖所示的“s”形玩具軌道,該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成,放置在豎直平面內(nèi),軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等的半圓對接而成,圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多,軌道底端與水平地面相切,軌道在水平方向不可移動(dòng).彈射裝置將一個(gè)小球(小球的直徑略小于細(xì)圓管內(nèi)徑)從a點(diǎn)沿水平地面向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入軌道,經(jīng)過軌道后從最高點(diǎn)d水平拋出.已知小球與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,ab段長L,圓的半徑R,小球質(zhì)量m,求:
(1)若小球經(jīng)d處時(shí),對軌道上臂有壓力,則它經(jīng)過b處時(shí)的速度滿足什么條件?
(2)為使小球離開軌道d處后,不會再碰到軌道,則小球離開d出時(shí)的速度至少為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,兩顆靠得較近的天體叫雙星,它們以兩者重心連線上的某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),因而不至于因引力作用而吸引在一起,以下關(guān)于雙星的說法中不正確的是( 。
A.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度$\frac{{ω}_{1}}{{ω}_{2}}$=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$
B.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$
C.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小相等
D.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑$\frac{{r}_{1}}{{r}_{2}}$=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.蹦床是一種特具觀賞性的奧運(yùn)比賽項(xiàng)目,圖甲中一質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行訓(xùn)練,設(shè)運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員的腳在接觸蹦床過程中,蹦床對運(yùn)動(dòng)員的彈力F隨時(shí)間的變化規(guī)律可通過傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來,如圖乙所示.則對t2一t4過程,以下說法正確的是(  )
A.蹦床的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能
B.蹦床的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的重力勢能
C.運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能不斷增大
D.運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=500匝,副線圈匝數(shù)n2=100匝,原線圈中接一交變電源,交變電源電壓u=220$\sqrt{2}$sin100πt(V)副線圈中接一電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為10Ω,電流表A2示數(shù)為1A.電表對電路的影響忽略不計(jì),則下列說法正確的是( 。
A.此交流電的頻率為100Hz
B.此電動(dòng)機(jī)輸出功率為44W
C.電流表A1示數(shù)為0.2A
D.如果電動(dòng)機(jī)被卡住而不損壞,則電源的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?.4倍

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

13.如圖所示,在絕緣水平面上的O點(diǎn)固定一正電荷,電荷量為Q,在離O點(diǎn)高度為r0的A處由靜止釋放一個(gè)帶同種電荷、電荷量為q的液珠,液珠開始運(yùn)動(dòng)瞬間的加速度大小恰好為重力加速度g,沿豎直方向運(yùn)動(dòng)到距O點(diǎn)距離為2r0的B點(diǎn)(圖中未畫出)時(shí),液珠的速度剛好為零.已知靜電常量為k,兩電荷均可看成點(diǎn)電荷,不計(jì)空氣阻力.
(1)液珠運(yùn)動(dòng)速度最大時(shí)離O點(diǎn)的距離h;
(3)若同質(zhì)量、電荷量為$\frac{3}{2}$q的液珠仍從A 處靜止釋放時(shí),求液珠經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.欣欣和強(qiáng)強(qiáng)在打掃實(shí)驗(yàn)室時(shí),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)桌上有一個(gè)燈泡,銘牌上標(biāo)有“4V    W”,其中W前面的數(shù)字不清楚了,欣欣很想知道它是多少,剛好桌上還有電阻箱、電流表、開關(guān)、12V的穩(wěn)壓電源各一個(gè),欣欣用它們連成了如圖所示的電路,測出電流表示數(shù)隨電阻箱阻值變化的幾組值并記錄在表中.
電流/A0.900.800.500.360.280.20
電阻/Ω81020304050
問:(1)通過實(shí)驗(yàn),欣欣發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻是變化(填“不變”“變化”)的,這是因?yàn)殡S電流的減小燈絲溫度降低,而使電阻阻值減。
(2)強(qiáng)強(qiáng)也對欣欣的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)欣欣記錄的數(shù)據(jù)中有一個(gè)電流值有錯(cuò)誤,這個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)是0.20,請簡要講出你的判斷依據(jù).
(3)當(dāng)電流為0.50A時(shí),電阻箱兩端的電壓是多少?
(4)燈泡的銘牌上不清楚的數(shù)字是多少?(寫出計(jì)算過程)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.在圖示的閉合電路中,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),兩電表讀數(shù)的變化不正確的是( 。
A.變大,變大B.變小,變大C.變大,變小D.變小,變小

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同步練習(xí)冊答案