【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為M長(zhǎng)為L(zhǎng)的圓管豎直放置,頂端塞有一個(gè)質(zhì)量為m的彈性小球,M=4 m,球和管間的滑動(dòng)摩擦力和最大靜摩擦力大小均為4 mg。管從下端離地面距離為H處自由落下,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,管始終保持豎直,每次落地后向上彈起的速度與落地時(shí)速度大小相等,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)管第一次落地彈起時(shí)管和球的加速度;
(2)管第一次落地彈起后,若球沒(méi)有從管中滑出,則球與管達(dá)到相同速度時(shí),管的下端距地面的高度;
(3)管第二次彈起后球不致滑落,L應(yīng)滿足什么條件。
【答案】(1)2g向下 3g向上 (2) H (3)L>H
【解析】(1)管第一次落地彈起時(shí),管的加速度a1==2g,方向向下
球的加速度a2==3g,方向向上
(2)取豎直向下為正方向.球與管第一次碰地時(shí)速度v0= ,方向向下.
碰地后管的速度v1=,方向向上;球的速度v2=,方向向下
若球剛好沒(méi)有從管中滑出,設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1,球管速度v相同,則有
-v1+a1t1=v2-a2t1t1=
又管從碰地到它彈到最高點(diǎn)所需時(shí)間t2,則:
因?yàn)?/span>t1<t2,說(shuō)明管在達(dá)到最高點(diǎn)前,球與管相對(duì)靜止,故管從彈起經(jīng)t1這段時(shí)間上升的高度為所求.得
(3)球與管達(dá)到相對(duì)靜止后,將以速度v、加速度g豎直上升到最高點(diǎn),由于v=v2a2t1=,
故這個(gè)高度是
因此,管第一次落地彈起后上升的最大高度Hm=h1+h2=H
這一過(guò)程球運(yùn)動(dòng)的位移s=v0t1a2t12=H
則球與管發(fā)生相對(duì)位移s1=h1+s=H
當(dāng)管與球從Hm再次下落,第二次落地彈起中,發(fā)生的相對(duì)位移由第一次可類推知:
s2=Hm
所以管第二次彈起后,球不會(huì)滑出管外的條件是s1+s2<L
即L應(yīng)滿足條件L>H
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某熱機(jī)在工作時(shí),若燃料燃燒時(shí)放出5.0×106J的熱量,但被廢氣帶走的能量及其他各種損耗為3.8×106J , 則該過(guò)程中熱機(jī)對(duì)外做了功,該熱機(jī)工作時(shí)的效率為 , 能否使熱機(jī)的效率提高到100%? .
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】光滑水平面上,一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體從靜止開(kāi)始受水平力而運(yùn)動(dòng).在前5s內(nèi)受到一個(gè)正東方向、大小為1N的水平恒力作用,第5s末該力撤去,改為受一個(gè)正北方向、大小為0.5N的水平恒力,作用10s時(shí)間,問(wèn):
(1)該物體在前5s和后10s各做什么運(yùn)動(dòng)?
(2)第15s末的速度大小及方向各是什么?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上,兩個(gè)相同的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置,且與導(dǎo)軌接觸良好,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面.現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點(diǎn),使其向上運(yùn)動(dòng).若b始終保持靜止,則它所受摩擦力可能( )
A.變?yōu)?
B.先減小后不變
C.等于F
D.先增大再減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,傾角為θ的粗糙斜面體固定在水平面上,初速度為v0=10m/s、質(zhì)量為m=1 kg的小木塊沿斜面上滑,若從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),整個(gè)過(guò)程中小木塊速度的平方隨路程變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,取g=10 m/s2,則( )
A. 0~5s內(nèi)小木塊做勻減速運(yùn)動(dòng)
B. 在t=1s時(shí)刻,摩擦力反向
C. 斜面傾角θ=53°
D. 小木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,ABCD是一玻璃磚的截面圖,一束光與AB面成30°角從AB邊上的E點(diǎn)射入玻璃磚中,折射后經(jīng)玻璃磚的BC邊反射后,從CD邊上的F點(diǎn)垂直于CD邊射出.已知∠B=90°,∠C=60°,EB=10cm,BC=30cm.真空中的光速c=3×108m/s,求:
①玻璃磚的折射率;
②光在玻璃磚中從E到F所用的時(shí)間.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】己知地球半徑為R,地面處的重力加速度為g,一顆距離地面高度為2R的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列關(guān)于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是( )
A.線速度大小為
B.角速度為
C.加速度大小為 g
D.周期為6π
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑桿AB長(zhǎng)為L(zhǎng),B端固定一根勁度系數(shù)為k、原長(zhǎng)為l0的輕彈簧,質(zhì)量為m的小球套在光滑桿上并與彈簧的上端連接.OO′為過(guò)B點(diǎn)的豎直軸,桿與水平面間的夾角始終為θ.
(1)桿保持靜止?fàn)顟B(tài),讓小球從彈簧的原長(zhǎng)位置靜止釋放,求小球釋放瞬間的加速度大小a
(2)桿保持靜止?fàn)顟B(tài),讓小球從彈簧的原長(zhǎng)位置靜止釋放,求小球速度最大時(shí)彈簧的壓縮量△l1;
(3)當(dāng)球隨桿一起繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量為△l2 , 求勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)在學(xué)習(xí)了功率后,欲利用實(shí)驗(yàn)室中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量一輛電動(dòng)玩具小車正常行駛時(shí)的功率大小,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.
其實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①用天平測(cè)出玩具小車的質(zhì)量為0.4kg
②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(打點(diǎn)周期為0.02s),待穩(wěn)定后將小車以恒定功率釋放,一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶中的一部分如圖乙所示(紙帶左端與小車相連,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出).
回答下列問(wèn)題:
(1)小車行駛的最大速度為m/s;
(2)關(guān)閉小車電源后小車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為m/s2;
(3)該玩具小車的功率為W.
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