【題目】如圖所示，光滑軌道ABCD由傾斜軌道AB和半圓軌道BCD組成。傾斜軌道AB與水平地面的夾角為θ，半圓軌道BCD的半徑為R，BD豎直且為直徑，B為最低點(diǎn)，O是BCD的圓心，C是與O等高的點(diǎn)。一個(gè)質(zhì)量為m的小球在斜面上某位置由靜止開始釋放，小球恰好可以通過半圓軌道最高點(diǎn)D。小球由傾斜軌道轉(zhuǎn)到圓軌道上時(shí)不損失機(jī)械能。重力加速度為g。求：

（1）小球在D點(diǎn)時(shí)的速度大小

（2）小球開始下滑時(shí)與水平地面的豎直高度與半圓半徑R的比值。

（3）小球滑到斜軌道最低點(diǎn)B時(shí)（仍在斜軌道上），重力做功的瞬時(shí)功率

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：本題中，小球經(jīng)歷了沿斜面向下的勻加速運(yùn)動(dòng)，還有平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)�？疾榱藢W(xué)生利用已知物理模型，靈活處理實(shí)際問題的能力。題目中小球運(yùn)動(dòng)過程中，滿足機(jī)械能守恒。

（1）小球恰好可以通過半圓軌道最高點(diǎn)D，則在最高點(diǎn)滿足：

故小球在D點(diǎn)的速度=

（2）設(shè)小球開始下滑時(shí)與水平地面的高度為h

則從開始下滑，一直到圓弧軌道最高點(diǎn)D，根據(jù)動(dòng)能定理可知：

解得：

（3）設(shè)小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小為，則滑到最低點(diǎn)B的過程中

滿足方程： 解得

所以在B點(diǎn)，小球重力的瞬時(shí)功率=

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果

如圖(a)和(b)所示.該工件的直徑為________cm，高度為________mm.

（2）在“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①在實(shí)驗(yàn)操作中，下列說法正確的是________（填序號(hào)）

A.實(shí)驗(yàn)中，若要將砝碼（包括砝碼盤）的重力大小作為小車所受拉力F的大小應(yīng)讓砝碼（包括砝碼盤）的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

C.每改變一次小車的質(zhì)量，都需要改變墊入的小木塊的厚度

D.先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

②下圖為研究“在外力一定的條件下，小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象，

橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第

二定律成立，則小車的質(zhì)量為________。

③利用該裝置還可以完成的實(shí)驗(yàn)有：________________________________________。

A.驗(yàn)證動(dòng)能定理

B.驗(yàn)證小車砝碼和托盤組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C.只有木板光滑，才可以驗(yàn)證動(dòng)能定理

D.只有木板光滑，才可以驗(yàn)證小車砝碼和托盤組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，空間存在B＝0.5T方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。MN、PQ是相互平行的粗糙的長直導(dǎo)軌，處于同一水平面內(nèi)，其間距L＝0.2m，電阻R＝0.4Ω；ab是垂直跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m＝0.1kg的導(dǎo)體棒，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。從t＝0時(shí)刻開始，通過一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)ab棒施加一個(gè)水平向左的牽引力F，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。圖乙是導(dǎo)體棒的速度—時(shí)間圖象（其中OA是直線，AC是曲線，DE是AC曲線的漸近線）。小型電動(dòng)機(jī)在12s末達(dá)到額定功率（設(shè)電動(dòng)機(jī)的功率為它的輸出功率），此后功率保持不變。除R以外，其余部分的電阻均不計(jì)，g取10m/s2。求：

（1）導(dǎo)體棒在0~12s內(nèi)的加速度大小；

（2）電動(dòng)機(jī)的額定功率；

（3）若已知0~12s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為12.5J，則此過程中牽引力做的功。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（題文）用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么（ ）

A. a光的波長一定大于b光的波長

B. 增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C. 用a光照射光電管陰極K時(shí)通過電流計(jì)G的電流是由d到c

D. 只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計(jì)G的電流增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】翼型降落傘有很好的飛行性能．它被看作飛機(jī)的機(jī)翼，跳傘運(yùn)動(dòng)員可方便地控制轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作．其原理是通過對(duì)降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響．已知：空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，F1=C1v2；空氣摩擦力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，F2=C2v2．其中C1、C2相互影響，可由運(yùn)動(dòng)員調(diào)節(jié)，C1、C2滿足如圖b所示的關(guān)系．試求：

（1）圖a中畫出了運(yùn)動(dòng)員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運(yùn)動(dòng)軌跡．試對(duì)兩位置的運(yùn)動(dòng)員畫出受力示意圖并判斷，①、②兩軌跡中哪條是不可能的，并簡(jiǎn)要說明理由；

（2）若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為α，試從力平衡的角度證明：tanα=；

（3）某運(yùn)動(dòng)員和裝備的總質(zhì)量為70kg，勻速飛行的速度v與地平線的夾角α約37°（取tan37°=0.75），勻速飛行的速度v多大？（g取10m/s2，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平地面上有一個(gè)長L=1.5 m，高h=0.8 m的長方體木箱，其質(zhì)量為M=1 kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3。在它的上表面的右端放有一質(zhì)量為m=4 kg的小鐵塊，鐵塊與木箱間的摩擦不計(jì)。開始它們均靜止。現(xiàn)對(duì)木箱施加一水平向右的恒力F=27 N。（g=10 m/s2）求：

（1）經(jīng)過多長時(shí)間鐵塊從木箱上滑落？

（2）鐵塊滑落前后木箱的加速度a1與a2大小之比；

（3）鐵塊著地時(shí)與木箱右端的水平距離s。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框架ABCD固定在水平面內(nèi)，AB與CD平行且足夠長， BC與CD夾角為θ(θ<90°)，光滑導(dǎo)體棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，框架中的BC部分與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為R，AB與CD的電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸，經(jīng)過C點(diǎn)瞬間作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列關(guān)于電路中電流大小I與時(shí)間t、消耗的電功率P與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x變化規(guī)律的圖象中正確的是(　　)

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m2＝2kg的滑道靜止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半徑為R＝0.3m的四分之一圓弧，圓弧底部與滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一個(gè)輕彈簧�；�CD部分粗糙，長為L＝0.2m，動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.10，其他部分均光滑�，F(xiàn)讓質(zhì)量為m1＝1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))自A點(diǎn)由靜止釋放，取g＝10m/s2。求：

(1)物塊到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大��；

(2)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能；

(3)物塊最終停止的位置。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示裝置來研究加速度與力的關(guān)系。他將光電門1和2分別固定在長木板的A，B兩處，換用不同的重物通過細(xì)線拉同一小車（小車質(zhì)量約為200克），每次小車都從同一位置由靜止釋放。

（1）長木板右端墊一物塊，其作用是用來________________；

（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度為 ______ cm；

（3）對(duì)于所掛重物的質(zhì)量，以下取值有利于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是________（填選項(xiàng)）

A.1克 B.5克 C.10克 D.40克

（4）現(xiàn)用該裝置來探究功與速度變化的關(guān)系，關(guān)閉光電門2，測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門1的時(shí)間t，通過描點(diǎn)作出線性圖象，應(yīng)作出_____圖象（填選項(xiàng)）

A．t－m B．t2－m C． D．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案