【題目】如圖所示,粗糙的水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點(diǎn),水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧,MN為其豎直直徑,P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R.用質(zhì)量m=0.2kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn),彈簧和物塊具有的彈性勢(shì)能為Ep , 釋放后物塊從桌面右邊緣D點(diǎn)飛離桌面后,由P點(diǎn)沿圓軌道切線落入圓軌道.已知物塊與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,CD間距離SCD=0.5m.(g=10m/s2),求:
(1)D點(diǎn)的速度vD;
(2)Ep的大小
(3)判斷m能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn).
【答案】
(1)解:設(shè)物塊由D點(diǎn)到P點(diǎn)做初速度vD的平拋運(yùn)動(dòng),落到P點(diǎn)時(shí)其豎直速度為 =4m/s;
又有物塊在P點(diǎn)的速度沿圓軌道切線方向,所以, ;
答:D點(diǎn)的速度vD為4m/s;
(2)物塊從C到D運(yùn)動(dòng)過程只有摩擦力和彈簧彈力做功,故由動(dòng)能定理可得: ;
答:Ep的大小為1.7J;
(3)物塊在P點(diǎn)的速度 ;
設(shè)物塊能沿軌道到達(dá)M點(diǎn),其速度為vM,從P到M運(yùn)動(dòng)過程只有重力做功,故機(jī)械能守恒,所以有 ;
所以, ;
若物塊能通過M點(diǎn),那么在M點(diǎn)應(yīng)用牛頓第二定律可得: ,所以, ,所以,物塊不能到達(dá)M點(diǎn);
答:m不能沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn).
【解析】(1)根據(jù)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的P點(diǎn)的速度方向,由豎直位移求得豎直分速度,進(jìn)而得到在D點(diǎn)的速度;
(2)對(duì)物塊從C到D運(yùn)動(dòng)過程應(yīng)用動(dòng)能定理即可求得彈性勢(shì)能;
(3)根據(jù)速度合成求得在P點(diǎn)的速度,然后根據(jù)動(dòng)能定理求得能到達(dá)M點(diǎn)時(shí)的速度,最后通過牛頓第二定律求得能通過M點(diǎn)時(shí)在M點(diǎn)的速度范圍,進(jìn)而求解.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用的相關(guān)知識(shí),掌握應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于“能量耗散”,下列說法正確的是( 。
A.能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低
B.能量耗散使能的總量減少且違背了能量守恒定律
C.能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能無法再被人類利用
D.各種形式的能量向內(nèi)能轉(zhuǎn)化時(shí)是能夠自動(dòng)全額發(fā)生的
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】關(guān)于拋體運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )
A.拋體運(yùn)動(dòng)是將物體以某一初速度拋出后的運(yùn)動(dòng)
B.拋體運(yùn)動(dòng)是將物體以某一初速度拋出,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)
C.拋體運(yùn)動(dòng)是將物體以某一初速度拋出,滿足合外力為零的條件下的運(yùn)動(dòng)
D.拋體運(yùn)動(dòng)是將物體以某一初速度拋出,滿足除重力外其他力的合力為零的條件下的運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖1所示,長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m=2kg的另一物體B(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0=2m/s滑上原來靜止的長(zhǎng)木板A的上表面,由于A、B間存在摩擦,之后A、B速度隨時(shí)間變化情況如圖2所示,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2 . 則下列說法正確的是( )
A.木板獲得的動(dòng)能為2 J
B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2 J
C.木板A的最短長(zhǎng)度為1.5 m
D.A,B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一質(zhì)量為m=1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn),從t=0時(shí)刻開始,物塊在受到按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運(yùn)動(dòng),第3s末物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為0,第5s末物塊剛好回到A點(diǎn),已知物塊與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,(g取10m/s2)求:
(1)AB間的距離;
(2)水平力F在5s時(shí)間內(nèi)對(duì)物塊所做的功.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,我國(guó)探月工程將要發(fā)射“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星,它將更接近月球表面,即“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星軌道半徑比“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的軌道半徑小,衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌道如圖所示,以下說法正確的是( 。
A.“嫦娥二號(hào)”的角速度小于“嫦娥一號(hào)”的角速度
B.“嫦娥二號(hào)”的角速度等于“嫦娥一號(hào)”的角速度
C.“嫦娥二號(hào)”的角速度大于“嫦娥一號(hào)”的角速度
D.條件不足,無法比較角速度的大小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,用細(xì)繩把小球懸掛起來.當(dāng)小球靜止時(shí),下列說法中正確的是( 。
A.小球受到的重力和細(xì)繩對(duì)小球的拉力是一對(duì)平衡力
B.小球受到的重力和小球?qū)?xì)繩的拉力是一對(duì)平衡力
C.小球受到的重力和細(xì)繩對(duì)小球的拉力是一對(duì)作用力和反作用力
D.小球受到的重力和小球?qū)?xì)繩的拉力是一對(duì)作用力和反作用力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于光的波粒二象性的說法中,正確的是( )
A.頻率高的光是波,頻率低的光是粒子
B.通常光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),其波動(dòng)性越顯著,波長(zhǎng)越短,其粒子性越顯著
C.少量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性
D.大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動(dòng)性
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平放置的平行金屬板a、b分別與電源的兩極相連,帶電液滴P在金屬板a、b間保持靜止,現(xiàn)設(shè)法使P固定,再使兩金屬板a、b分別繞中心點(diǎn)O、O′處垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)相同的小角度α,然后釋放P,則P在電場(chǎng)內(nèi)將做( )
A.勻運(yùn)直線運(yùn)動(dòng)
B.水平向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.斜向右下方的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D.曲線運(yùn)動(dòng)
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