如圖所示,質(zhì)量為m=lkg的小物塊由靜止輕輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上,從A點(diǎn)隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到水平部分的最右端B點(diǎn),經(jīng)半圓軌道C點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑的半圓軌道,恰能做圓周運(yùn)動(dòng).C點(diǎn)在B點(diǎn)的正上方,D點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn).小物塊離開(kāi)D點(diǎn)后,做平拋運(yùn)動(dòng),恰好垂直于傾斜擋板打在擋板跟水平面相交的E點(diǎn).已知半圓軌道的半徑R=0.9m,D點(diǎn)距水平面的高度h=0.75m,取g=10m/s2,試求:
(1)摩擦力對(duì)物塊做的功;
(2)小物塊經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大;
(3)傾斜擋板與水平面間的夾角θ.
(1)設(shè)小物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大小
v1
,因?yàn)榻?jīng)過(guò)C時(shí)恰好能完成圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可得:
mg=
mv21
R
,解得
v1
=3m/s
小物塊由A到B過(guò)程中,設(shè)摩擦力對(duì)小物塊做的功為W,由動(dòng)能定理得:
W=
1
2
mv21
,解得W=4.5J
故摩擦力對(duì)物塊做的功為4.5J.
(2)設(shè)小物塊經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度為
v2
,對(duì)由C點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理的:
mg.2R=
1
2
mv22
-
1
2
mv21

小物塊經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí),設(shè)軌道對(duì)它的支持力大小為
FN
,由牛頓第二定律得:
FN
-mg=
mv22
R

聯(lián)立解得
FN
=60N,
v2
=3
5
m/s
由牛頓第三定律可知,小物塊對(duì)軌道的壓力大小為:
F′N
=
FN
=60N.
故小物塊經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為60N.
(3)小物塊離開(kāi)D點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)時(shí)間t打在E點(diǎn),由h=
1
2
gt2
得:t=
15
10
s
設(shè)小物塊打在E點(diǎn)時(shí)速度的水平、豎直分量分別為
vx
、
vy
,速度跟豎直方向的夾角為α,則:
vx
=v2

vy
=gt

又tanα=
vx
vy
=
3

聯(lián)立解得α=60°
再由幾何關(guān)系可得θ=α=60°
故傾斜擋板與水平面的夾角為θ為60°.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,質(zhì)量為0.2kg的物體帶電量為4×10-4C,從半徑為0.3m光滑的
1
4
圓弧滑軌上端靜止下滑到底端,然后繼續(xù)沿水平面滑動(dòng).物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,整個(gè)裝置處于E=103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,求下列兩種情況下物體在水平面上滑行的最大距離:
(1)E水平向左;
(2)E豎直向下.(g取10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,將兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q分別固定于豎直線上的A、B兩點(diǎn),AB間距離為2d.EF為AB的中垂線.將質(zhì)量為m、電荷量為+q(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響原電場(chǎng)的分布)的帶電小球固定在可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的絕緣細(xì)桿的一端.從小球位于最高點(diǎn)C處由靜止釋放,已知OC=
d
2
小球經(jīng)過(guò)F點(diǎn)時(shí)速度為v,重力加速度為g,不計(jì)細(xì)桿重力和摩擦阻力,求:
(1)C、F間的電勢(shì)差UCF
(2)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)D點(diǎn)的速度大。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖1所示,AB段是一段光滑的水平軌道,輕質(zhì)彈簧一端固定在A點(diǎn),放置在軌道AB上,BC段是半徑R=2.5m的光滑半圓弧軌道,有一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊,緊靠在被壓緊的彈簧前,松開(kāi)彈簧,物塊被彈出后恰好能通過(guò)C點(diǎn),(g取10m/s2

求:(1)彈簧被壓緊時(shí)的彈性勢(shì)能;
(2)保持彈簧每次的壓縮量相同,讓物塊的質(zhì)量在
1
4
m
至m之間變化,求物塊從C點(diǎn)飛出后在水平軌道上落點(diǎn)的范圍;
(3)保持物塊的質(zhì)量m不變,改變每次對(duì)彈簧的壓縮量,設(shè)小滑塊經(jīng)過(guò)半圓弧軌道C點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小滑塊作用力的大小為FN,試研究FN與彈簧的彈性勢(shì)能EP的函數(shù)關(guān)系,并在坐標(biāo)紙上作出FN-EP圖象.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,A1D是水平面,AC是傾角為45°的斜面,小物塊從A點(diǎn)由靜止釋放沿ACD滑動(dòng),到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度剛好為零.將上述過(guò)程改作平拋運(yùn)動(dòng),小明作了以下三次嘗試,物塊最終也能到達(dá)D點(diǎn):第一次從A點(diǎn)以水平初速度v1向右拋出物塊,其落點(diǎn)為斜面AC的中點(diǎn)B;第二次從A點(diǎn)以水平初速度v2向右拋出物塊,其落點(diǎn)為斜面的底端C;第三次從A點(diǎn)以水平初速度v3向右拋出物塊,其落點(diǎn)剛好為水平面上的D點(diǎn).已知∠AA1C=90°,長(zhǎng)度A1C=CD,物塊與斜面、水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同,經(jīng)C點(diǎn)的速率不變.求
(1)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)初速度之比v1:v2:v3;
(3)物塊落到B、C兩點(diǎn)前瞬時(shí)速度vB、vC大小比值.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

某學(xué)校科技小組對(duì)一輛自制小遙控車的性能進(jìn)行研究,他們讓小車在水平地面上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),并將小車運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程記錄下來(lái),通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v-t圖象,已知小車在0-2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),2-10s內(nèi)小車牽引力的功率保持不變,在10s末停止遙控,關(guān)閉電動(dòng)機(jī).小車的質(zhì)量m=1kg,整個(gè)過(guò)程中小車受到的阻力保持不變.求:
(1)小車所受的阻力f;
(2)小車在2-10s內(nèi)牽引力的功率;
(3)小車在14s內(nèi)阻力f做的功.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重力做了-2J的功,合力做了4J的功,則( 。
A.該物體動(dòng)能減少,減少量等于4J
B.該物體動(dòng)能增加,增加量等于2J
C.該物體重力勢(shì)能減少,減少量等于2J
D.該物體重力勢(shì)能增加,增加量等于2J

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

小物塊A的質(zhì)量為m=2kg,物塊與坡道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.6,水平面光滑;坡道頂端距水平面高度為h=1m,傾角為θ=370;物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時(shí),在底端O點(diǎn)處無(wú)機(jī)械能損失,將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定墻上,另一自由端恰位于坡道的底端O點(diǎn),如圖所示.物塊A從坡頂由靜止滑下,重力加速度為g=10m/s2求:
(1)物塊滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)彈簧為最大壓縮量時(shí)的彈性勢(shì)能.
(3)物塊A被彈回到坡道上升的最大高度.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

光滑的水平面上固定有左、右兩豎直擋板,擋板間距離足夠長(zhǎng),有一質(zhì)量為M,長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)木板靠在左側(cè)擋板處,另有一質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),放置在長(zhǎng)木板的左端,已知小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,且M>m,現(xiàn)使小物塊和長(zhǎng)木板以共同速度v0向右運(yùn)動(dòng),設(shè)長(zhǎng)木板與左一右擋板的碰撞中無(wú)機(jī)械能損失.重力加速度為g.
(1)將要發(fā)生第二次碰撞時(shí),小物塊與木板的共同速度多大?
(2)為使小物塊最終不從長(zhǎng)木板上落下,板長(zhǎng)L應(yīng)滿足什么條件?
(3)若滿足(2)中條件,且M=2kg,m=1kg,v0=10m/s,μ=0.6.計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)在剛要發(fā)生第四次碰撞前損失的機(jī)械能和此時(shí)物塊距離木板最左端的長(zhǎng)度.

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同步練習(xí)冊(cè)答案