(12分)如圖長為L=1.5m的水平軌道AB和光滑圓弧軌道BC平滑相接,圓弧軌道半徑R=3m,圓心在B點正上方O處,弧BC所對的圓心角為=53O,具有動力裝置的玩具小車質(zhì)量為m=1kg,從A點開始以恒定功率P=10w由靜止開始啟動,運動至B點時撤去動力,小車繼續(xù)沿圓弧軌道運動并沖出軌道。已知小車運動到B點時軌道對小車的支持力為FB=26N,小車在軌道AB上運動過程所受阻力大小恒為f=0.1mg小車可以被看成質(zhì)點。取g=10m/s2,,sin53o=0.8,cos53o=0.6,求:

(1)動力小車運動至B點時的速度VB的大;
(2)小車加速運動的時間t;
(3)小車從BC弧形軌道沖出后能達到的最大離地高度。
(1)(2) (3)

試題分析:(1)B點為圓周運動最低點,重力支持力的合力提供向心力,即
帶入數(shù)據(jù)得
(2)小車以恒定功率P=10w由靜止開始啟動,經(jīng)過B點時的牽引力,所以從A到B小車一直在加速,根據(jù)動能定理有
整理得
(3)小車從B點到C點的過程,根據(jù)動能定理有
離開軌道后,水平方向為勻速直線運動,初速度
豎直方向勻減速直線運動,初速度,速度減小到0時上升到最高點,即
小車從BC弧形軌道沖出后能達到的最大離地高度為
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(20分)如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置。環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)的勻強磁場。M、N為兩塊中心開有小孔的極板,每當帶電粒子經(jīng)過M、N板時,都會被加速,加速電壓均為U;每當粒子飛離電場后,M、N板間的電勢差立即變?yōu)榱。粒子在電場中一次次被加速,動能不斷增大,而繞行半徑R不變(M、N兩極板間的距離遠小于R)。當t=0時,質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子靜止在M板小孔處。

(1)求粒子繞行n圈回到M板時的動能En;
(2)為使粒子始終保持在圓軌道上運動,磁場必須周期性遞增,求粒子繞行第n圈時磁感應強度B的大小;
(3)求粒子繞行n圈所需總時間tn

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)2014年12月14日,北京飛行控制中心傳來好消息,嫦娥三號探測器平穩(wěn)落月。嫦娥三號接近月球表面過程可簡化為三個階段:一、距離月球表面一定的高度以v=1.7km/s的速度環(huán)繞運行,此時,打開七千五百牛頓變推力發(fā)動機減速,下降到距月球表面H=100米高處時懸停,尋找合適落月點;二、找到落月點后繼續(xù)下降,距月球表面h=4m時速度再次減為0;三、此后,關閉所有發(fā)動機,使它做自由落體運動落到月球表面。已知嫦娥三號著陸時的質(zhì)量為1200kg,月球表面重力加速度g' 為1.6m/s2,月球半徑為R,引力常量G,(計算保留2位有效數(shù)字)求:
(1)月球的質(zhì)量(用g' 、R 、G字母表示)
(2)從懸停在100米處到落至月球表面,發(fā)動機對嫦娥三號做的功?
(3)從v=1.7km/s到懸停,若用10分鐘時間,設軌跡為直線,則減速過程的平均加速度為多大?若減速接近懸停點的最后一段,以平均加速度在垂直月面的方向下落,求此時發(fā)動機的平均推力為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分) 如圖所示,粗糙程度均勻的絕緣斜面傾角為θ。其下方O點處有一固定的正點電荷,電荷量為Q,OD⊥MN,OM=ON,質(zhì)量為m、帶負電的小滑塊以初速度v1從M點沿斜面上滑,到達N點時速度恰好為零,然后又滑回到M點,速度大小變?yōu)関2。若小滑塊帶電量大小為q且保持不變,可視為點電荷。求:

(1)N點的高度h;
(2)若小滑塊向上滑至D點處加速度大小為a,求小滑塊與斜面間的摩擦因數(shù)μ。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

如圖所示,在點電荷+Q的電場中有A、B兩點,將兩正電荷a和b,其中他們的質(zhì)量4ma=mb,電量2qa=qb,分別從A點由靜止釋放到達B點時,它們的速度大小之比為_____.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

質(zhì)量為m的小球A以速率v0向右運動時跟靜止的小球B發(fā)生碰撞,碰后A球以的速率反向彈回,而B球以的速率向右運動,求:
(1)小球B的質(zhì)量mB是多大?
(2)碰撞過程中,小球B對小球A做功W是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,從A點以v0=4m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m=lkg的小物塊(可視為質(zhì)點),當物塊運動至B點時,恰好沿切線方向進入光滑圓弧軌道BC,經(jīng)圓孤軌道后滑上與C點等高、靜止在粗糙水平面的長木板上,圓弧軌道C端切線水平。已知長木板的質(zhì)量M=4kg,A、B兩點距C點的高度分別為H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2。g取10m/s2,求:

(1)小物塊運動至B點時的速度大小和方向;
(2)小物塊滑動至C點時,對圓弧軌道C點的壓力;
(3)長木板至少為多長,才能保證小物塊不滑出長木板?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,已知斜面傾角30°,物體A質(zhì)量mA=0.4kg,物體B質(zhì)量mB=0.7kg,H=0.5m。B從靜止開始和A一起運動,B落地時速度v=2m/s。若g取10m/s2,繩的質(zhì)量及繩的摩擦不計,求:

(1)物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)。
(2)物體A沿足夠長的斜面滑動的最大距離。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,光滑半圓弧絕緣軌道半徑為R,OA為水平半徑,BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m且始終帶+q電量的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下,進入與C點相切的粗糙水平絕緣滑道CM上,在水平滑道上有一輕彈簧,其一端固定在豎直墻上,另一端恰位于滑道的末端C點,此時彈簧處于自然狀態(tài)。物塊運動過程中彈簧最大彈性勢能為E,物塊被彈簧反彈后恰能通過B點。己知物塊與水平滑道間的動摩擦因數(shù)為μ,直徑BC右側(cè)所處的空間(包括BC邊界)有豎直向上的勻強電場,且電場力為重力的一半。求:

(1) 彈簧的最大壓縮量d;
(2) 物塊從A處開始下滑時的初速度v0

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