【題目】如圖,光滑軌道abcd固定在豎直平面內(nèi),ab水平,bcd為半圓,在b處與ab相切。在直軌道ab上放著質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg的物塊A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn)),用輕質(zhì)細(xì)繩將A、B連接在一起,且A、B間夾著一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧(未被拴接),其彈性勢(shì)能Ep=12J。軌道左側(cè)的光滑水平地面上停著一質(zhì)量M=2kg、長(zhǎng)L=0.5m的小車,小車上表面與ab等高。現(xiàn)將細(xì)繩剪斷,之后A向左滑上小車,B向右滑動(dòng)且恰好能沖到圓弧軌道的最高點(diǎn)d處。已知A與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足0.1≤≤ 0.3,g取10m/s2,求

(1)A、B離開彈簧瞬間的速率vA、vB

(2)圓弧軌道的半徑R;

(3)A在小車上滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量Q(計(jì)算結(jié)果可含有)。

【答案】(1)4m/s(2)0.32m(3) 當(dāng)滿足0.1≤μ<0.2時(shí),Q1=10μ ;當(dāng)滿足0.2≤μ≤0.3時(shí)

【解析】

(1)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí),根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求解兩物體的速度;

(2)根據(jù)能量守恒定律和牛頓第二定律結(jié)合求解圓弧軌道的半徑R;

(3)根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系求解恰好能共速的臨界摩擦力因數(shù)的值,然后討論求解熱量Q.

(1)設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)A、B 的速度分別為vA、vB, 由動(dòng)量守恒定律: 由能量關(guān)系:

解得vA=2m/s;vB=4m/s

(2)設(shè)B經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)速度為vd,在d點(diǎn):

由機(jī)械能守恒定律:

解得R=0.32m

(3)設(shè)μ=μ1時(shí)A恰好能滑到小車左端,其共同速度為v,由動(dòng)量守恒定律:由能量關(guān)系:

解得μ1=0.2

討論:

(。┊(dāng)滿足0.1≤μ<0.2時(shí),A和小車不共速,A將從小車左端滑落,產(chǎn)生的熱量為 (J)

ⅱ)當(dāng)滿足0.2≤μ≤0.3時(shí),A和小車能共速,產(chǎn)生的熱量為,解得Q2=2J

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,C為中間插有電介質(zhì)的電容器, b極板與靜電計(jì)金屬球連接,a極板與靜電計(jì)金屬外殼都接地。開始時(shí)靜電計(jì)指針張角為零,在b板帶電后,靜電計(jì)指針張開了一定角度。以下操作能使靜電計(jì)指針張角變大的是( )

A. b板也接地

B. b板不動(dòng)、將a板向右平移

C. a板向上移動(dòng)一小段距離

D. 取出a、b兩極板間的電介質(zhì)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停的直升飛機(jī)上跳下,2s時(shí)開啟降落傘,運(yùn)動(dòng)員跳傘過程中的v-t圖象如圖所示,根據(jù)圖象可知運(yùn)動(dòng)員( )

A. 2~6s內(nèi)速度方向先向上后向下

B. 2~6s內(nèi)加速度方向先向上后向下

C. 2~6s內(nèi)先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)

D. 0~20s內(nèi)先勻加速再勻減速最終勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧下面掛有一個(gè)邊長(zhǎng)L、質(zhì)量為m的正方形金屬框ABCD,各邊電阻相同, 金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直金屬框向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若A、B兩端與導(dǎo)線相連,通以如圖方向的電流時(shí),彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài),則正方形金屬框AB邊的電流大小為(

A. 4mg/3BL B. mg/BL C. 3mg/4BL D. mg/4BL

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,空間有水平方向磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),長(zhǎng)為L的輕繩一端拴一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球,另一端固定在O點(diǎn).小球在最低點(diǎn)A點(diǎn)時(shí)獲得向右的初速度v0,恰好能夠在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),空氣阻力忽略不計(jì),則下列說法正確的是(

A. 小球在A處所受洛倫茲力方向指向圓心O

B. 小球在最高點(diǎn)B時(shí)的速度v>

C. Bqv0=mg,則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

D. Bqv0=mg,則小球在運(yùn)動(dòng)過程中所受洛倫茲力大小不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將匚形金屬框架D固定在水平面上,用絕緣桿C將金屬棒AB頂在金屬框架的兩端,組成一個(gè)良好的矩形回路,如圖甲所示。AB與絕緣桿C間有壓力傳感器,開始時(shí)壓力傳感器的讀數(shù)為10N。將整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間做周期性變化,設(shè)垂直于紙面向外方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為正值,匚形金屬框架放入磁場(chǎng)前后的形變量可認(rèn)為相同。壓力傳感器測(cè)出壓力隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。由此可以推斷,勻強(qiáng)磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的情況可能是

A. 如A圖所示 B. 如B圖所示

C. 如C圖所示 D. 上述選項(xiàng)都不正確

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】跳臺(tái)滑雪是勇敢者的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員在專用滑雪板上,不帶雪杖在助滑路上獲得高速后水平飛出,在空中飛行一段距離后著陸,這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)極為壯觀.設(shè)一位運(yùn)動(dòng)員由a點(diǎn)沿水平方向躍起,到山坡b點(diǎn)著陸,如圖所示.測(cè)得a、b間距離L=40m,山坡傾角θ=30°,山坡可以看成一個(gè)斜面.試計(jì)算:

(1)運(yùn)動(dòng)員起跳后他在空中從a到b飛行的時(shí)間.

(2)運(yùn)動(dòng)員在a點(diǎn)的起跳速度大。ú挥(jì)空氣阻力,g取10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖虛線為某電場(chǎng)的等勢(shì)面,有兩個(gè)帶電粒子(重力不計(jì)),以不同的速率沿不同的方向,從A點(diǎn)飛入電場(chǎng)后,沿不同的徑跡1和2運(yùn)動(dòng),由軌跡可以判定( )

A.兩粒子帶電多少一定不同

B.兩粒子的電性可能相同

C.兩粒子的電勢(shì)能都是先減少后增大

D.經(jīng)過B、C兩點(diǎn),兩粒子的速率可能相等

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【題目】如圖所示,人的質(zhì)量為M,物塊的質(zhì)量為m,且Mm,若不計(jì)滑輪的摩擦,則當(dāng)人拉著繩向后退回一步后,人和物塊仍保持靜止,若人對(duì)地面的壓力大小為F1、人受到地面的摩擦力大小為F2、人拉繩的力的大小為F3,則下列說法中正確的是( )

A. F1、F2、F3均不變

B. F1增大、F2增大,F3不變

C. F1增大、F2減小、F3減小

D. F1減小、F2減小,F3不變

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