【題目】如圖所示,粗糙的水平軌道 AB 與半徑R0.4m的光滑豎直半圓形軌道BC相切于B點(diǎn)。壓縮后鎖定的輕彈簧一端固定在水平軌道的左端,另一端緊靠靜止在A點(diǎn)的質(zhì)量m0.4kg的小物塊(不拴接)。解除彈簧鎖定后,物塊從A點(diǎn)開(kāi)始沿AB軌道運(yùn)動(dòng),進(jìn)入半圓形軌道BC,之后恰好能通過(guò)軌道BC的最高點(diǎn)C,最后落回到水平軌道AB.已知A、B兩點(diǎn)的距離L 0.2m,物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.2,取g10m/s2 ,不計(jì)空氣阻力.求:

(1)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)受到半圓形軌道彈力的大小;

(2)小物塊從C點(diǎn)落回水平軌道AB上的位置到B點(diǎn)的距離;

(3)解除鎖定前彈簧的彈性勢(shì)能。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)恰好過(guò)C點(diǎn),則過(guò)C點(diǎn)時(shí)小物塊所受的彈力為零,由重力等于向心力求解C點(diǎn)的速度;從B點(diǎn)到C點(diǎn),由機(jī)械能守恒求解B點(diǎn)的速度,然后根據(jù)牛頓第二定律求解F;(2)小物塊從C點(diǎn)落回水平軌道AB上時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解其落下的位置到B點(diǎn)的距離;(3)根據(jù)動(dòng)能定理求解解除鎖定前彈簧的彈性勢(shì)能。

(1)恰好過(guò)C點(diǎn),則過(guò)C點(diǎn)時(shí)小物塊所受的彈力為零,由向心力公式可知:

解得vC=2m/s;

B點(diǎn)到C點(diǎn),由機(jī)械能守恒可得:

解得

B點(diǎn):

解得F=24N

(2)小物塊從D點(diǎn)落回到水平軌道AB上,做平拋運(yùn)動(dòng):豎直方向:2R=gt2

水平方向:x=vCt

解得x=0.8m

(3)從AB由動(dòng)能定理:

EP=W

解得EP=5.6J

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)中,使用的小燈泡標(biāo)有“6 V 3 W”,其他可供選擇的器材有:

A.電壓表V1(量程6 V,內(nèi)阻20 kΩ)

B.電壓表V2(量程20 V,內(nèi)阻60 kΩ)

C.電流表A1(量程3 A,內(nèi)阻0.2 Ω)

D.電流表A2(量程0.6 A,內(nèi)阻1 Ω)

E.滑動(dòng)變阻器R1(01000 Ω,0.5 A)

F.滑動(dòng)變阻器R2(020 Ω,2 A)

G.學(xué)生電源E(6 V8 V)

H.開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干

某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小燈泡兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I,繪成UI關(guān)系曲線如圖甲所示.

(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________,電流表應(yīng)選用________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________;

(2)在虛線框乙中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖________;

(3)若實(shí)驗(yàn)中采用了如下圖所示的部分電路,測(cè)算出的電功率比燈泡的實(shí)際功率___________(選填偏大偏小”)

(4)若將該小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為6 V,內(nèi)阻為4 Ω的電源兩端,則燈泡實(shí)際消耗的功率為________W(保留3位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于原子核的結(jié)合能,下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B. 一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能

C. 銫原子核()的結(jié)合能小于鉛原子核()的結(jié)合能

D. 比結(jié)合能越大,原子核越不穩(wěn)定

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】標(biāo)有“220 V 100 W”的一燈泡接在u=311sin 314t V的正弦交變電流上,(  )

A. 產(chǎn)生該交變電流的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每分鐘50轉(zhuǎn)

B. 與該燈泡串聯(lián)的理想電流表讀數(shù)為0.64 A

C. 與該燈泡并聯(lián)的理想電壓表讀數(shù)為311 V

D. 通過(guò)該燈泡的電流i=0.64sin 314t A

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比,電阻R=20 Ω,為規(guī)格相同的兩只小燈泡,為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。原線圈接正弦交流電源,輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,F(xiàn)將1、閉合,此時(shí)正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin 50πt V

B. 只斷開(kāi),均無(wú)法正常發(fā)光

C. 只斷開(kāi),原線圈的輸入功率增大

D. 換接到2,R消耗的電功率為0.8 W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球用水平彈簧系住,并用傾角為300的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度為(

A. 0

B. 大小為g,方向豎直向下

C. 大小為g,方向水平向右

D. 大小為g,方向垂直木板向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示電路中,閉合電鍵S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1U2U3表示,電表示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別用ΔI、ΔU1、ΔU2ΔU3表示.下列說(shuō)法正確的是(   )

A. 不變,變大

B. 變大,不變

C. 變大,變大

D. ΔU1ΔU2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,AB為一光滑水平橫桿,橫桿上固定有一個(gè)阻擋釘C。桿上套一質(zhì)量不計(jì)的輕環(huán),環(huán)上系一長(zhǎng)為L且足夠牢固、不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩,繩的另一端拴一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)將輕環(huán)拉至C左邊L/5處并將繩拉直,讓繩與AB平行,然后由靜止同時(shí)釋放輕環(huán)和小球。重力加速度為g,則關(guān)于之后的運(yùn)動(dòng)情況,下列描述正確的是

A. 小球還可以回到AB桿的高度

B. 小球在最低點(diǎn)的速度大小為

C. 小球到達(dá)最低點(diǎn)之前一直做曲線運(yùn)動(dòng)

D. 小球在最低點(diǎn)對(duì)繩子的拉力大小小于3mg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】由某種材料制成的直角三角形棱鏡,折射率n1=2AC邊長(zhǎng)為L,∠C=,∠B= ,AB面水平放置。另有一半徑為,圓心角的扇形玻璃磚緊貼AC邊放置,圓心OAC中點(diǎn)處,折射率n2=,如圖所示。有一束寬為d的平行光垂直AB面射入棱鏡,并能全部從AC面垂直射出。求:

(Ⅰ)AB面入射的平行光束寬度d的最大值;

(Ⅱ)光從OC面垂直射入扇形玻璃磚后,從圓弧面直接射出的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的圓心角。

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