【題目】如圖,水平地面和半圓軌道面均光滑,質(zhì)量M=1kg的小車靜止在地面上,小車上表面與R=0.24m的半圓軌道最低點P的切線相平。現(xiàn)有一質(zhì)量m=2kg的滑塊(可視為質(zhì)點)以v0=6m/s的初速度滑上小車左端,二者共速時小車還未與墻壁碰撞,當(dāng)小車與墻壁碰撞時即被粘在墻壁上,已知滑塊與小車表面的滑動摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2.
(1)求小車的最小長度。
(2)討論小車的長度L在什么范圍,滑塊能滑上P點且在圓軌道運(yùn)動時不脫離圓軌道?
【答案】
【1】
【2】 或<7m
【解析】
(1)設(shè)滑塊與小車的共同速度為v1,滑塊與小車相對運(yùn)動過程中動量守恒,有:
……………………………………………………………(2分)
代入數(shù)據(jù)解得:…………………………………………………(2分)
設(shè)小車的最小長度為L1,由系統(tǒng)能量守恒定律,有:
……………………………………………(2分)
代入數(shù)據(jù)解得:………………………………………………………(2分)
(2)設(shè)小車與墻壁碰撞時,滑塊與P點的距離為L2,若滑塊恰能滑過圓的最高點,設(shè)滑至最高點的速度為v,臨界條件為:
…………………………………………………………………①(2分)
根據(jù)動能定理,有:
……………………………………②(1分)
①②聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:L2="1m " ………………………………………………………(1分)
這種情況下小車的長度為:m
若滑塊恰好滑至圓弧到達(dá)T點時就停止,則滑塊也能沿圓軌道運(yùn)動而不脫離圓軌道.
根據(jù)動能定理,有:
…………………………………………(1分)
代入數(shù)據(jù)解得:m ………………………………………………(1分)
這種情況下小車的長度為:m
若滑塊滑至P點時速度恰好為零,由動能定理,有:
………………………………………………………………(1分)
解得:m ………………………………………………………………(1分)
這種情況下小車的長度為:m
綜上所述,滑塊能沿圓軌道運(yùn)動而不脫離圓軌道,半圓軌道的半徑必須滿足:
或<7m …………………………………(2分)
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為60kg的滑雪運(yùn)動員,在傾角θ為37°的斜坡頂端,從靜止開始勻加速下滑100m到達(dá)坡底,用時10s。(忽略空氣影響,g取10m/s2)
(1)在圖上用刻度尺作出運(yùn)動員的受力示意圖;
(2)求運(yùn)動員到達(dá)坡底時的速度大。
(3)求運(yùn)動員最后1s的平均速度大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的裝置來研究小車的加速度與所受合力的關(guān)系。將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上,緩慢向小桶中加入細(xì)砂,直到小車剛開始運(yùn)動為止,記下傳感器的示數(shù)再將小車放回原處并按住,繼續(xù)向小桶中加入細(xì)砂,記下傳感器的示數(shù)釋放小車,記錄小車運(yùn)動時傳感器的示數(shù)。
下列實驗要求不必要的是______。
A.應(yīng)使小車靠近打點計時器
B.用天平測出細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量
C.先接通電源,再釋放小車
D.應(yīng)使小車和力傳感器的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于細(xì)砂和小桶總質(zhì)量
接通頻率為50Hz的交流電源,釋放小車,打出如圖乙所示的紙帶。從比較清晰的點起每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離,則小車的加速度______保留兩位有效數(shù)字
同一次實驗中,______選填““、“”或“”
改變小桶中砂的重力,多次重復(fù)實驗獲得多組數(shù)據(jù),描繪小車加速度a與F的關(guān)系如圖丙。不計紙帶與計時器間的摩擦。圖象中F是實驗中測得的______。
A..
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【題目】如圖,A、B、C三個物體放在旋轉(zhuǎn)平臺上,最大靜摩擦因數(shù)均為μ,已知A的質(zhì)量為2m,B、C的質(zhì)量均為m,A、B離軸距離均為R,C距離軸為2R,則當(dāng)平臺逐漸加速旋轉(zhuǎn)時()
A. 物體A和B的向心加速度大小相等
B. 物體A的摩擦力最小
C. 當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時,C比A先滑動
D. 當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)速增加時,A和B同時開始滑動
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖示為質(zhì)點做勻變速運(yùn)動的軌跡示意圖,一質(zhì)點運(yùn)動到D點時速度方向與加速度方向恰好相互垂直,則質(zhì)點從A點運(yùn)動到E點的過程中,下列說法中正確的是( )
A. 質(zhì)點經(jīng)過C點的速率比D點大
B. 質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于900
C. 質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度比B點的加速度大
D. 質(zhì)點從B到E過程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r。理想電壓表V1、V2示數(shù)為U1、U2,其變化量的絕對值分別為和;流過電源的電流為I,其變化量的絕對值為。當(dāng)滑動變阻器的觸片從右端向左端滑動的過程中(不計燈泡電阻的變化)( )
A. 小燈泡L3變暗,L1、L2變亮
B. 電壓表V1示數(shù)變大,電壓表V2示數(shù)變小
C. 不變
D. 不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有關(guān)圓周運(yùn)動的基本模型,下列說法正確的是( 。
A. 如圖a,汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態(tài)
B. 如圖b所示是一圓錐擺,增大θ,若保持圓錐的高不變,則圓錐擺的角速度不變
C. 如圖c,同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速度圓周運(yùn)動,則在A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等
D. 火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時,內(nèi)軌對內(nèi)軌緣會有擠壓作用
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi),如圖所示,根據(jù)圖線可知( )
A. 反映Pr變化的圖線是c
B. 電源電動勢為8 V
C. 電源內(nèi)阻為4 Ω
D. 當(dāng)電流為0.5 A時,外電路的電阻為6 Ω
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在豎直平面內(nèi)有一個光滑的1/4圓弧軌道,其半徑R=0.2m,一質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從軌道的最高點由靜止釋放,到達(dá)最低點時以一定的水平速度離開軌道,軌道的最低點距地面高度h=0.8m.空氣阻力不計,g取10m/s2,求:
(1)小滑塊離開軌道時的速度大小;
(2)小滑塊運(yùn)動到軌道最低點時,對軌道的壓力大;
(3)落地點距軌道最低點的水平距離x
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