【題目】如圖所示,靜止在光滑水平軌道上的平板車,長(zhǎng)L=2.0m,質(zhì)量M=0.25kg.質(zhì)量m=1.0kg的小物塊以v0=10m/s的初速度放在平板車的左端,物塊與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.6,光滑半圓形固定軌道與光滑水平軌道在同一豎直平面內(nèi),半圓形軌道的半徑r=1m,直徑MON豎直,平板車的上表面和半圓形軌道最低點(diǎn)高度相同,開始時(shí)平板車的右端距半圓形軌道底端1.5m,平板車碰到半圓形軌道后立即停止運(yùn)動(dòng),取g=10m/s2,求:
(1)物塊剛進(jìn)入半圓形軌道時(shí)速度的大。
(2)物塊回落至平板車上時(shí)與平板車右端的距離.
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)板塊模型在地面光滑的情況下優(yōu)先選擇系統(tǒng)的動(dòng)量守恒求末速度,但要判斷物塊是否能共速還是滑離木板;
(2)物體在到達(dá)半圓軌道的最高點(diǎn)過程中機(jī)械能守恒,可求得速度;且要通過最高點(diǎn)應(yīng)滿足臨界條件則可確定物體可能的運(yùn)動(dòng)過程;再做平拋運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求得物體距右端的距離.
(1)小物塊、平板車在水平方向上滿足動(dòng)量守恒定律,
設(shè)二者共速時(shí)的速度大小為v1,有:mv0=(m+M)v1
代入數(shù)據(jù)解得:v1=8m/s
設(shè)共速時(shí)平板車向右運(yùn)動(dòng)的位移為x1,由動(dòng)能定理得
解得:,
因,即平板車沒碰到固定半圓形軌道前物塊與平板車已共速,此時(shí)物塊相對(duì)平板車的位移Δx滿足:
解得:
平板車停止運(yùn)動(dòng)后以物塊為研究對(duì)象,設(shè)物塊剛進(jìn)入半圓形軌道時(shí)的速度大小為v2,
由動(dòng)能定理有:
解得:
(2)若物塊能到達(dá)半圓形軌道的最高點(diǎn),設(shè)物塊到達(dá)最高點(diǎn)的速度大小為v3,
則由機(jī)械能守恒定律可得:
代入數(shù)據(jù)解得:
若物塊恰能通過最高點(diǎn)的速度大小為v4,則
代入數(shù)據(jù)解得:
因?yàn)?/span>v3>v4,故物塊從半圓形軌道的最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)距平板車右端的水平距離為x,
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律:水平方向x=v3t
豎直方向:
代入數(shù)據(jù)解得:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】科研人員乘熱氣球進(jìn)行科學(xué)考察,氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為M=200kg。氣球在空中以v0=0.1m/s的速度勻速下降,距離水平地面高度h=186m時(shí)科研人員將質(zhì)量m=20kg的壓艙物豎直向下拋出,拋出后6s壓艙物落地。不計(jì)空氣阻力,熱氣球所受浮力不變,重力加速度取g=10m/s2,求:
(1)壓艙物剛被拋出時(shí)的速度大小
(2)壓艙物落地時(shí)熱氣球距離水平地面的高度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】?jī)蓚(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖所示.一個(gè)電荷量為2C,質(zhì)量為1kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖2所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線).則下列說法正確的是( )
A. 由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中,電勢(shì)逐漸升高
B. 由C到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大
C. B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)E=1V/m
D. AB兩點(diǎn)的電勢(shì)差
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一圓柱形氣瓶水平放置,瓶?jī)?nèi)用活塞分為A、B兩部分,分別裝有理想氣體,活塞與瓶?jī)?nèi)壁氣密性好,并可在瓶?jī)?nèi)自由移動(dòng),不計(jì)摩擦。開始時(shí),A、B兩部分氣體的體積之比為,壓強(qiáng)均為,大氣溫度為T,K為閥門。
①當(dāng)溫度升高時(shí),活塞將如何移動(dòng)?
②若因閥門封閉不嚴(yán),B中氣體向外緩慢漏氣,活塞將緩慢移動(dòng),整個(gè)過程中氣體溫度不變,瓶口處氣體體積可以忽略。當(dāng)活塞向右緩慢移動(dòng)至B中體積減為原來一半時(shí),A中氣體的壓強(qiáng)多少?若此過程A中氣體對(duì)外做功為W,則A中氣體內(nèi)能變化多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B是點(diǎn)電荷負(fù)Q形成的電場(chǎng)中的兩點(diǎn)(rA< rB)。若先后把帶電量很小,不會(huì)影響Q形成電場(chǎng)的正點(diǎn)電荷q1、q2(q1>q2)分別放到A點(diǎn)和B點(diǎn),q1、q2在A點(diǎn)受到的電場(chǎng)力分別為FA1、FA2,在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力分別為FB1、FB2。則下列關(guān)于點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力F和帶電量q的比值的大小的比較中,正確的說法是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
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【題目】如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,x軸水平向右,y軸豎直向下,在區(qū)域內(nèi)存在與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)未畫出,一帶正電小球,電荷量為q,從原點(diǎn)O水平拋出,再從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,并從C點(diǎn)離開,其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,B點(diǎn)是小球在電場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)點(diǎn),B點(diǎn)的橫坐標(biāo)已知小球拋出時(shí)的動(dòng)能為,在B點(diǎn)的動(dòng)能為,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。求:
小球在OA段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與在AB段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比;
勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和小球的質(zhì)量;
小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最小動(dòng)能。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,U形管左管截面半徑為r1,右管截面半徑倍,設(shè)右管足夠高,管內(nèi)水銀在左管內(nèi)封閉了一段長(zhǎng)為h1=19cm,溫度為T1=240K的空氣柱,左右兩管水銀面高度差為ΔH=16cm,大氣壓為P0=76cmHg.現(xiàn)向右管緩慢補(bǔ)充水銀,保持左管內(nèi)氣體的溫度不變。直到左右兩邊水銀面相平時(shí),求:
(1)此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度最終結(jié)果保留兩位有效數(shù)字
(2)對(duì)封閉氣體加熱,則其重新回到19cm的長(zhǎng)度時(shí),封閉氣體溫度T為多少K?
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【題目】小行星繞某恒星運(yùn)動(dòng),該恒星均勻地向四周輻射能量和帶電粒子,恒星質(zhì)量緩慢減小,可認(rèn)為小行星在繞恒星運(yùn)動(dòng)一周的過程中近似做圓周運(yùn)動(dòng)。則經(jīng)過足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,小行星運(yùn)動(dòng)的
A. 軌道半徑變小 B. 周期變大
C. 線速度變小 D. 加速度變大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,電壓表和電流表均為理想電表,燈泡電阻RL=6 Ω,AB端電壓u1=12sin 100πt(V).下列說法正確的是( )
A. 電流頻率為100 Hz B. 電壓表的讀數(shù)為24 V
C. 電流表的讀數(shù)為1 A D. 變壓器輸入功率為6 W
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