【題目】如圖所示,光滑水平AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相切,半圓形導(dǎo)軌的半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體獲得某一向右的速度,當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)C,已知C、O、B三點(diǎn)在同一豎直線上.不計(jì)空氣阻力.試求:
(1)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中,物體克服摩擦力做的功.
【答案】
(1)解:設(shè)物體在B點(diǎn)的速度為vB,所受的軌道的支持力為FN,
物體在B點(diǎn)受到重力和支持力,由牛頓第二定律有:FN﹣mg=m
又因:FN=8mg
聯(lián)立解得:vB=
答:物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為 ;
(2)解:設(shè)物體在C點(diǎn)的速度為vC,物體恰能到達(dá)最高點(diǎn)C,只受重力,重力恰好提供向心力,
可得:mg=m
設(shè)物體由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,克服摩擦力做的功為Wf,
由動(dòng)能定理得:﹣Wf﹣2mgR= mvC2﹣ mvB2
解得:Wf=mgR
答:從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中,物體克服摩擦力做的功為mgR.
【解析】(1)根據(jù)經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍,利用牛頓第二定律F向=m ,即可求出B點(diǎn)速度;(2)物體恰能到達(dá)最高點(diǎn)C條件為在C點(diǎn)重力恰好提供向心力,即可求出C點(diǎn)速度,對物體從B到C的過程中運(yùn)用動(dòng)能定理,即可求出從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中,物體克服摩擦力做的功.
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用向心力和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用,掌握向心力總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大。幌蛐牧κ歉鶕(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),千萬不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力;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)械能守恒定律簡捷即可以解答此題.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,傾角為37°、長為l=16 m 的傳送帶,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v=10 m/s,在傳送帶頂端A處無初速度地釋放一個(gè)質(zhì)量為m=0.5 kg的物體,已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10 m/s2.則說法正確的是( )
A. 傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體從頂端A無法滑到底端B
B. 傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體從頂端A滑到底端B先做勻加速后勻速運(yùn)動(dòng)
C. 傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體從頂端A滑到底端B的一直做勻加速運(yùn)動(dòng)
D. 傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體從頂端A滑到底端B的時(shí)間為2s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量m=20kg的物體,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)。0~2s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相反,2~4s內(nèi)F與運(yùn)動(dòng)方向相同,物體的v-t圖象如圖所示。g取10m/s2,則( )
A. 拉力F的大小為100N
B. 物體在4s時(shí)拉力的瞬時(shí)功率大小為120W
C. 4s內(nèi)拉力所做的功為480J
D. 4s內(nèi)物體克服摩擦力做的功為320J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用下面的方法做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).將木板固定在水平的桌面上,在木板虛線PP′上釘兩個(gè)釘子,木塊上釘一個(gè)釘子,橡皮筋兩端分別固定在木板的釘子上.現(xiàn)將木塊拉至虛線OO′處,釋放木塊,設(shè)其前端到達(dá)PP′時(shí)速度為v,木塊離開橡皮筋后滑行的距離為s.
(1)如果用一根橡皮筋將木塊拉到OO′處,釋放木塊,橡皮筋對木塊做的功為W,那么,當(dāng)把三根相同的橡皮筋并起來將木塊拉到OO′處,釋放木塊,橡皮筋對物體所做的功為;(圖中兩虛線間距離很小,摩擦不計(jì))
(2)用1,2,3,4,5根橡皮筋分別對木塊做功,測得木塊離開橡皮筋后滑行的距離為s1 , s2 , s3 , s4 , s5 . 以橡皮筋對木塊做的功W為縱坐標(biāo),以滑行的距離s為橫坐標(biāo),作出W﹣s圖象是過原點(diǎn)的直線,那么W與v的關(guān)系是 .
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一人造地球衛(wèi)星運(yùn)行進(jìn)入預(yù)訂軌道后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),繞行周期為T,軌道半徑為r,引力常量為G.
(1)求地球的質(zhì)量M;
(2)若地球的半徑為R,求地球表面的重力加速度g.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡。重復(fù)這種操作10次,得到了如圖所示的三個(gè)落地處。
(1)請你敘述用什么方法找出落地點(diǎn)的平均位置_____.
(2)已知:mA∶mB=2∶1,碰撞過程中動(dòng)量守恒,則由圖可以判斷出Q是_____球的落地點(diǎn),P′_____球的落地點(diǎn)。
(3)用題中字母寫出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式_____。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】假如一做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的軌道半徑r增為原來的2倍,則( )
A.據(jù)v=rω可知,衛(wèi)星的線速度將變?yōu)樵瓉淼?倍
B.據(jù)F= 可知,衛(wèi)星所受的向心力減為原來的
C.據(jù)F= 可知,地球提供的向心力減為原來的
D.由 =mω2r可知,衛(wèi)星的角速度將變?yōu)樵瓉淼? 倍
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】很多杰出物理學(xué)家為物理學(xué)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn),下列正確的是
A.湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說
B.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)質(zhì)子是原子核的組成成分
C.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性,說明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的
D.查德威克通過對含鈾礦石的研究,發(fā)現(xiàn)了釙和鐳的天然放射性
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在第5 s末的速度為8 m/s,則
A.前10 s內(nèi)位移一定是80 m
B.前10 s內(nèi)位移不一定是80 m
C.加速度一定是1.6 m/s2
D.第10秒末速度可能為16 m/s
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