【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi),粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B,C是最低點(diǎn),圓心角∠BOC37°,D與圓心O等高,圓弧軌道半徑R1.0 m,現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m0.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物體,從D點(diǎn)的正上方E點(diǎn)處自由下落,D、E兩點(diǎn)間的距離h1.6m,物體與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.5,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g10 m/s2,不計(jì)空氣阻力.求:

(1)物體第一次通過(guò)C點(diǎn)時(shí),物體對(duì)軌道C點(diǎn)的壓力大。

(2)要使物體不從斜面頂端飛出,斜面的長(zhǎng)度LAB至少要多長(zhǎng);

(3)若斜面已經(jīng)滿足第(2)問(wèn)要求,物體從E點(diǎn)開(kāi)始下落,直至最后在光滑圓弧軌道上做周期性運(yùn)動(dòng),求在此過(guò)程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q

【答案】112.4N22.4m34.8J

【解析】

1)物體從EC,由機(jī)械能守恒得:

C點(diǎn),由牛頓第二定律得:

聯(lián)立①②解得支持力

FN=12.4N

2)從EDCBA過(guò)程,由動(dòng)能定理得

WG-Wf=0

WG=mg[h+Rcos37°-LABsin37°]

Wf=μmgcos37°LAB

聯(lián)立④⑤⑥解得斜面長(zhǎng)度至少為:

LAB=2.4m

3)因?yàn)椋?/span>mgsin37°μmgcos37°(或μtan37°
所以物體不會(huì)停在斜面上.物體最后以C為中心,B為一側(cè)最高點(diǎn)沿圓弧軌道做往返運(yùn)動(dòng).
E點(diǎn)開(kāi)始直至穩(wěn)定,系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量

Q=EP

EP=mgh+Rcos37°

聯(lián)立⑥、⑦解得

Q=4.8J

在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生熱量為4.8J

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在做用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí),第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)(如圖甲),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示,第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心線時(shí)(如圖乙),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丁所示,AB間有3條條紋,已知雙縫間距為0.5 mm,從雙縫到屏的距離為1 m,則圖丙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為____________mm.圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為__________mm.實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干涉條紋寬度的目的是________________,所測(cè)光波的波長(zhǎng)為________m(保留兩位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A、B經(jīng)無(wú)摩擦的定滑輪用細(xì)線連在一起,A物體受水平向右的力F的作用,此時(shí)B勻速下降,A水平向左運(yùn)動(dòng),可知 ( )

A.物體A做勻速運(yùn)動(dòng)

B.A做加速運(yùn)動(dòng)

C.物體A所受摩擦力逐漸減小

D.物體A所受繩子的拉力大小不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】根據(jù)“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)要求,回答下列問(wèn)題:

某同學(xué)先在圖中的線段AO上豎直插上大頭針P1P2,然后準(zhǔn)備在bb外側(cè)插上大頭針P3P4,則插P3的要求是________;插P4的要求是________;在實(shí)驗(yàn)中,有兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了記錄表格,記錄好數(shù)據(jù)并完成了計(jì)算。

甲同學(xué)設(shè)計(jì)的表格:

乙同學(xué)設(shè)計(jì)的表格:

兩位同學(xué)做得正確的是________(填“甲”或“乙”)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平傳送帶以5m/s的速度沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),在傳送帶上的P點(diǎn)輕輕地放上一質(zhì)量m1 kg的小物塊,PA間的距離為1.5m,小物塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后水平拋出,恰好沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道運(yùn)動(dòng)。B、C為圓弧的兩端點(diǎn)其連線水平,CD為與C點(diǎn)相切的一固定斜面。小物塊離開(kāi)C點(diǎn)后經(jīng)0.8 s通過(guò)D點(diǎn)。已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ10.3,圓弧軌道最低點(diǎn)為O,A點(diǎn)與水平面的高度差h0.8 m,小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2sin 37°=0.6,cos 37°=0.8, g10 m/s2。試求:

(1)小物塊離開(kāi)A點(diǎn)時(shí)的速度大;

(2)圓弧BOC對(duì)應(yīng)的圓心角θ為多少?

(3)斜面上CD間的距離。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的銀河系中被科學(xué)家稱為羅盤座T系統(tǒng)的照片,該系統(tǒng)是由一顆白矮星和它的類日伴星組成的雙星系統(tǒng),圖片下面的亮點(diǎn)為白矮星,上面的部分為類日伴星(中央的最亮的為類似太陽(yáng)的天體)。由于白矮星不停地吸收由類日伴星拋出的物質(zhì)致使其質(zhì)量不斷增加,科學(xué)家預(yù)計(jì)這顆白矮星在不到1000萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)會(huì)完全爆炸,從而變成一顆超新星。現(xiàn)假設(shè)類日伴星所釋放的物質(zhì)被白矮星全部吸收,并且兩星間的距離在一段時(shí)間內(nèi)不變,兩星球的總質(zhì)量不變,不考慮其它星球?qū)υ?/span>羅盤座T系統(tǒng)的作用,則下列說(shuō)法正確的是

A. 兩星間的萬(wàn)有引力不變 B. 兩星的運(yùn)動(dòng)周期不變

C. 類日伴星的軌道半徑減小 D. 白矮星的線速度增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)力的作用,下列力的合力可能為零的是(

A.、B.、

C.、D.、、

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為2kg的物體放在水平地板上,用一輕質(zhì)彈簧水平拉物體。當(dāng)它剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)為4cm;當(dāng)彈簧拉著物體勻速前進(jìn)時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)是3cm。彈簧的勁度系數(shù)為200N/m,取g10N/kg,求:

1)物體受到的最大靜摩擦力;

2)物體受到的滑動(dòng)摩擦力;

3)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中:

1)以下關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的做法中正確的是____ ;

A.?dāng)[角應(yīng)盡量大些

B.?dāng)[線應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)些

C.?dāng)[球應(yīng)選擇密度較大的實(shí)心金屬小球

D.用秒表測(cè)量周期時(shí),應(yīng)取擺球擺至最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)

2)用秒表記錄了單擺振動(dòng) 40 次所用的時(shí)間如圖所示,秒表讀數(shù)為_____ s

3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù),得到周期 T和擺長(zhǎng) L,通過(guò)估算猜測(cè)兩者關(guān)系,并用圖象方法判斷猜想是否正確。以T2為縱軸,L為橫軸,作出圖像,發(fā)現(xiàn)圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,從而確定了單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期和擺長(zhǎng)的關(guān)系。有同學(xué)還利用這圖線求當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g,如果甲同學(xué)的L是擺線長(zhǎng)加小球的直徑,其他做法無(wú)誤,那他通過(guò)圖線得到的g______ (填“偏大”、“ 偏小”或“不變”);乙同學(xué)因計(jì)數(shù)問(wèn)題每次將實(shí)際39次全振動(dòng)記成40次,算得周期,其他做法無(wú)誤,那他通過(guò)圖線得到的g______(“偏大”、“ 偏小”或“不變”)。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案