【題目】如圖所示,水平面右端放一大小可忽略的小物塊,質(zhì)量m=0.1kg,以v0=4m/s向左運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)至距出發(fā)點(diǎn)d=1m處將彈簧壓縮至最短,反彈回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速度大小v1=2m/s.水平面與水平傳送帶理想連接,傳送帶長(zhǎng)度L=3m,以v2=10m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).傳送帶右端與一豎直面內(nèi)光滑圓軌道理想連接,圓軌道半徑R=0.8m,物塊進(jìn)入軌道時(shí)觸發(fā)閉合裝置將圓軌道封閉.(g=10m/s2 , sin53°=0.8,cos53°=0.6))求:
(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1;
(2)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能Ep;
(3)要使物塊進(jìn)入豎直圓軌道后不脫離圓軌道,傳送帶與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2應(yīng)滿足的條件.
【答案】
(1)
解:小物塊在水平面向左運(yùn)動(dòng)再返回的過程,根據(jù)能量守恒定律得
μ1mg2d= ﹣
代入數(shù)據(jù)解得 μ1=0.3
(2)
解:小物塊從出發(fā)到運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮至最短的過程,由能量守恒定律得
彈簧具有的最大彈性勢(shì)能 Ep= ﹣μ1mgd
代入數(shù)據(jù)解得 Ep=0.5J
(3)
解:本題分兩種情況討論:
①設(shè)物塊在圓軌道最低點(diǎn)時(shí)速度為v3時(shí),恰好到達(dá)圓心右側(cè)等高點(diǎn).
根據(jù)機(jī)械能守恒得 mgR= ,得 v3=4m/s<v2=10m/s
說明物塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng).
由動(dòng)能定理得:μ2mgL= ﹣
解得 μ2=0.2
②設(shè)物塊在圓軌道最低點(diǎn)時(shí)速度為v4時(shí),恰好到達(dá)圓軌道最高點(diǎn).
在圓軌道最高點(diǎn)有:mg=m
從圓軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程,由機(jī)械能守恒定律得
2mgR+ =
解得 v4=2 m/s<v2=10m/s
說明物塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng).
由動(dòng)能定理得:μ2mgL= ﹣
解得 μ2=0.6
所以要使物塊進(jìn)入豎直圓軌道后不脫離圓軌道,傳送帶與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2應(yīng)滿足的條件是μ2≤0.2或μ2≥0.6.
【解析】(1)小物塊在水平面向左運(yùn)動(dòng)再返回的過程,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律求物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1;(2)研究小物塊從出發(fā)到運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮至最短的過程,由能量守恒定律求彈簧具有的最大彈性勢(shì)能Ep;(3)物塊滑上傳送帶后,在滑動(dòng)摩擦力的作用下加速,動(dòng)摩擦因數(shù)μ2不同,加速距離不同,沖上圓弧軌道的初速度就不同,求出恰好到達(dá)圓心右側(cè)等高點(diǎn)、圓心右側(cè)等高點(diǎn)和圓軌道最高點(diǎn)時(shí)速度,再由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或動(dòng)能定理求動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的范圍.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解彈性勢(shì)能的相關(guān)知識(shí),掌握彈性勢(shì)能是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量,以及對(duì)功能關(guān)系的理解,了解當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,長(zhǎng)為l的輕細(xì)繩,上端固定在天花板上,下端系一質(zhì)量為m的金屬小球,將小球拉開到繩子繃直且呈水平的A點(diǎn).小球無(wú)初速度釋放,求:
(1)小球落至最低點(diǎn)B時(shí)的速度多大?
(2)小球落至最低點(diǎn)時(shí)受到的拉力的大小.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一傾角θ=37°的粗糙斜面底端與一傳送帶左端平滑相連于P點(diǎn)。有一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從斜面頂端A點(diǎn)靜止開始下滑,當(dāng)物塊滑到斜面底端P點(diǎn)后會(huì)繼續(xù)滑上傳送帶(設(shè)經(jīng)過P點(diǎn)前后的速度大小不變).已知斜面長(zhǎng)度S=1.25m,傳動(dòng)帶長(zhǎng)度L=4m,物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.3,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2.(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:
(1)物塊下滑到斜面底端P點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)當(dāng)傳送帶靜止不動(dòng)時(shí),物塊在傳送帶能滑行多遠(yuǎn)距離;
(3)當(dāng)傳送帶以恒定速率v=4m/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),試判斷物體能否向右滑離出傳動(dòng)帶?若能,試求出滑離速度;若不能,則求出物體在傳送帶上第一次做往返運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】A,B兩質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)出發(fā),它們的運(yùn)動(dòng)情況在v﹣t 圖中由A,B表示,下述正確的是( )
A.t=1.5s時(shí),B質(zhì)點(diǎn)加速度方向?yàn)檎较?/span>
B.t=2s時(shí),A,B兩質(zhì)點(diǎn)間距離等于2m
C.t=2s時(shí),A質(zhì)點(diǎn)的加速度比B質(zhì)點(diǎn)的加速度小
D.在 t=4s 時(shí)A,B相遇
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.2s時(shí)的波形圖,P為平衡位置在x=2m處的質(zhì)點(diǎn),圖乙所示為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象,則下列關(guān)于該波的說法中正確的是()
A.該波的周期是0.4s
B.該波沿x軸正方向傳播
C.該波的傳播速度為10m/s
D.t=0.3s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的速度為零,加速度最大
E.從t=0.2s到t=0.5s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為40cm
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在課間休息時(shí)間,張明同學(xué)將一個(gè)小球斜向上拋出,圖中曲線為小球在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡的一部分,小球在上升過程中依次通過三個(gè)相同的窗戶a、b、c。若不計(jì)空氣阻力的影響,以下說法正確的是( )
A. 小球通過窗戶a時(shí)豎直方向平均速度最小
B. 小球通過窗戶b時(shí)速度變化量最大
C. 小球通過窗戶c時(shí)克服重力做的功最多
D. 小球通過窗戶c時(shí)重力的平均功率最小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某種頻率的光射到金屬表面上時(shí),金屬表面有電子逸出,若光的頻率不變而強(qiáng)度減弱,以下說法正確的是( 。
A.逸出的電子最大初動(dòng)能減小B.逸出的電子最大初動(dòng)能增大
C.單位時(shí)間內(nèi)逸出的電子數(shù)減少D.光的強(qiáng)度減弱到某一數(shù)值時(shí),就沒有電子逸出
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一彈丸在飛行到距離地面5 m高時(shí)僅有水平速度v=2 m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為3∶1,不計(jì)質(zhì)量損失,取重力加速度g=10 m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是 ( )
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNPQ,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為5T,磁場(chǎng)寬度d=0.55m,有一邊長(zhǎng)L=0.4m、質(zhì)量m1=0.6kg、電阻R=2Ω的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量為m2=0.4kg的物體相連,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,將線框從圖示位置由靜止釋放,物體到定滑輪的距離足夠長(zhǎng).(取g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)線框abcd還未進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)過程中,細(xì)線中的拉力為多少?
(2)當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求線框剛釋放時(shí)ab邊距磁場(chǎng)MN邊界的距離x多大?
(3)在(2)問中條件下,若cd邊恰離開磁場(chǎng)邊界PQ時(shí),速度大小為2m/s,求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中ab邊產(chǎn)生的熱量為多少?
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