【題目】如圖所示,在某豎直平面內(nèi),光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn),BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.2 m的四分之一細(xì)圓管CD,管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100 N/m的輕彈簧,彈簧一端固定,另一端恰好與管口D端平齊。一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球放在曲面AB上,現(xiàn)從距BC的高度為h=0.6 m處?kù)o止釋放小球,它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,小球進(jìn)入管口C端時(shí),它對(duì)上管壁有FN=2.5mg的作用力,通過(guò)CD后,在壓縮彈簧過(guò)程中小球速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=0.5 J。取重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)小球在C處受到的向心力大;
(2)BC間距離s;
(3)在壓縮彈簧過(guò)程中小球的最大動(dòng)能Ekm。
【答案】(1)35N(2)0.5m(3)6J
【解析】(1)小球進(jìn)入管口C端時(shí),它與圓管上管壁有大小為F=2.5mg的相互作用力,故小球受到的向心力為
F向=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10 N=35 N
(2)在C點(diǎn),由
代入數(shù)據(jù)得vC=m/s
小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程,由動(dòng)能定理得
解得BC間距離s=0.5 m
(3)在壓縮彈簧過(guò)程中速度最大時(shí),合力為零。設(shè)此時(shí)小球離D端的距離為x0,則有 kx0=mg
解得
由機(jī)械能守恒定律有
得 (3+3.5-0.5) J=6 J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的裝置為在摩擦力不計(jì)的水平桌面上放一質(zhì)量為m乙=5kg的盒子乙,乙內(nèi)放置一質(zhì)量為m丙=1kg的滑塊丙,用一質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪將一質(zhì)量為m甲=2kg的物塊甲與乙相連接,其中連接乙的細(xì)繩與水平桌面平行.現(xiàn)由靜止釋放物塊甲,在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,盒子乙與滑塊丙之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),假設(shè)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中盒子始終沒(méi)有離開過(guò)水平桌面,重力加速度g=10m/s2,則( 。
A. 細(xì)繩對(duì)盒子的拉力大小為20N
B. 盒子的加速度大小為2.5m/s2
C. 盒子對(duì)滑塊丙的摩擦力大小為2.5N
D. 定滑輪受到細(xì)繩的作用力為30N
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某汽車在啟用ABS剎車系統(tǒng)和不啟用該剎車系統(tǒng)緊急剎車時(shí),其車速與時(shí)間的變化關(guān)系分別如下圖中的①、②圖線所示.由圖可知,啟用ABS后( )
A. t1時(shí)刻車速更小
B. 0~t1的時(shí)間內(nèi)加速度更大
C. 加速度總比不啟用ABS時(shí)大
D. 剎車后前行的距離比不啟用ABS更短
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一半徑為R的光滑半圓形細(xì)軌道,其圓心為O,豎直固定在地面上。軌道正上方離地高為h處固定一水平光滑長(zhǎng)直細(xì)桿,桿與軌道在同一豎直平面內(nèi),桿上P點(diǎn)處固定一定滑輪,P點(diǎn)位于Q點(diǎn)整上方。A、B是質(zhì)量均為m的小環(huán),A套在桿上,B套在軌道上,一條不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)定滑輪連接兩環(huán)。兩環(huán)均可看作質(zhì)點(diǎn),且不計(jì)滑輪大小與摩擦,F(xiàn)對(duì)A環(huán)施加一水平向右的力F,使B環(huán)從地面由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)。則
A.若緩慢拉動(dòng)A環(huán),B環(huán)緩慢上升至D點(diǎn)的過(guò)程中,F(xiàn)一直減小
B.若緩慢拉動(dòng)A環(huán),B環(huán)緩慢上升至D點(diǎn)的過(guò)程中,外力F所做的功等于B環(huán)機(jī)械能的增加量
C.若F為恒力,B環(huán)最終將靜止在D點(diǎn)
D.若F為恒力,B環(huán)被拉到與A環(huán)速度大小相等時(shí),
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】圖甲為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置。一根輕細(xì)線系住鋼球,懸掛在鐵架臺(tái)上,鋼球靜止于A點(diǎn),光電門固定在A的正下方。在鋼球底部豎直地粘住一片質(zhì)量不計(jì)、寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過(guò)光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測(cè)出。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t。
(1)用Ep=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小,式中鋼球下落高度h應(yīng)測(cè)量釋放時(shí)的鋼球球心到_________之間的豎直距離。
A.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端
B.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心
C.鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端
(2)用計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小,用刻度尺測(cè)量遮光條寬度,示數(shù)如圖乙所示,則遮光條寬度為________cm,某次測(cè)量中,計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0150 s,則鋼球的速度為v=______m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(3)計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小Ep與動(dòng)能變化大小Ek,發(fā)現(xiàn)鋼球動(dòng)能變化大小Ek大于勢(shì)能變化大小Ep,則主要原因是________________________________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】連接A、B兩點(diǎn)的在豎直面內(nèi)的弧形軌道ACB和ADB形狀相同、材料相同,如圖所示.一個(gè)小物體從A點(diǎn)以一定初速度v開始沿軌道ACB運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)的速度為v1;若以相同大小的初逮度v沿軌道ADB運(yùn)動(dòng),物體到達(dá)B點(diǎn)的速度為v2,比較v1和v2的大小,有( )
A. v1>v2 B. v1=v2
C. v1<v2 D. 條件不足,無(wú)法判定
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,M是水平放置的半徑足夠大的圓盤,繞過(guò)其圓心的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),規(guī)定經(jīng)過(guò)O點(diǎn)且水平向右為x軸的正方向。在圓心O點(diǎn)正上方距盤面高為h處有一個(gè)可間斷滴水的容器,從t=0時(shí)刻開始隨傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度大小為v。已知t=0時(shí)刻滴下第一滴水,以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面上時(shí)再滴一滴水。求:
(1)每一滴水經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間滴落到盤面上?
(2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同一直線上,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最小角速度ω應(yīng)為多大?
(3)第二滴水與第三滴水在盤面上落點(diǎn)間的最大距離s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一輕質(zhì)橡皮筋的一端系在豎直放置的半徑為0.5 m的圓環(huán)頂點(diǎn)P,另一端系一質(zhì)量為 0.1 kg 的小球,小球穿在圓環(huán)上可做無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng).設(shè)開始時(shí)小球置于A點(diǎn),橡皮筋處于剛好無(wú)形變狀態(tài),A點(diǎn)與圓心O位于同一水平線上,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)速率為1 m/s,此時(shí)小球?qū)A環(huán)恰好沒(méi)有壓力(取g=10 m/s2).下列說(shuō)法正確的是( )
A. 從A到B的過(guò)程中,小球的機(jī)械能守恒
B. 從A到B的過(guò)程中,橡皮筋的彈性勢(shì)能增加了0.45 J
C. 小球過(guò)B點(diǎn)時(shí),橡皮筋上的彈力為0.2 N
D. 小球過(guò)B點(diǎn)時(shí),橡皮筋上的彈力為1.2 N
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