【題目】如圖所示,半徑為R的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個端點B和圓心O的連線與水平方向的夾角θ30°,另一端點C為軌道的最低點,過C點的軌道切線水平。C點右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點放置一質(zhì)量為m,長為3R的木板,上表面與C點等高,木板右端固定一彈性擋板(即小物塊與擋板碰撞時無機械能損失)。質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)從空中A點以v0的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線方向進(jìn)入軌道。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ0.5。試求:

(1)物塊經(jīng)過軌道上B點時的速度大;

(2)物塊經(jīng)過軌道上C點時對軌道的壓力;

(3)木板能獲得的最大速度。

【答案】1;(2;(3

【解析】

(1)物塊經(jīng)過軌道上B點時的速度沿B點的切線方向,水平分速度為v0,根據(jù)幾何關(guān)系可得B點時速度的大小:

(2)BC機械能守恒,有:

得:

C點根據(jù)牛頓運動定律有:

得:

根據(jù)牛頓第三定律物塊經(jīng)過軌道上C點時對軌道的壓力:

(3)假設(shè)物塊與彈性擋板相碰前已相對靜止,則二者共速時木板速度最大。設(shè)物塊與木板相對靜止時的速度為,選方向為正,則有:

根據(jù)動能定理有:

由以上兩式得:

說明木板不夠長,故二者碰后瞬間木板速度最大。

設(shè)碰后瞬間物塊與木板速度分別為、,則:

由以上兩式得:

其中為碰后速度,即木板的最大速度。

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖,其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,繞垂直于磁場方向的固定軸沿水平方向)勻速轉(zhuǎn)動,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R10Ω連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表,示數(shù)是10 V。圖乙是矩形線圈中磁通量隨時間t變化的圖象。則

A. 此交流發(fā)電機的電動勢平均值為10V

B. t002 sR兩端的電壓瞬時值為零

C. R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u10cosl00πtV

D. 當(dāng)ab邊速度方向向上時,它所受安培力的方向也向上

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【題目】如圖所示為某型號氣墊船,其總質(zhì)量為,裝有額定輸出功率為的燃?xì)廨啓C。若該氣墊船由靜止開始做勻加速直線運動,當(dāng)速度為時,燃?xì)廨啓C達(dá)到額定輸出功率,之后保持該功率不變繼續(xù)運動距離,達(dá)到最大速度勻速運動,假設(shè)整個過程中氣墊船所受阻力恒為,重力加速度。求:

(1)燃?xì)廨啓C提供的最大牽引力;

(2)整個過程氣墊船的最大速度;

(3)氣墊船由靜止開始到最大速度過程所經(jīng)歷的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3V,內(nèi)阻不計,L1、L2L33個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)閉合后,下列判斷正確的是( 。

A.燈泡L1的電阻比燈泡L2的電阻大

B.通過燈泡L1的電流為燈泡L2電流的2

C.燈泡L1消耗的電功率為0.70W

D.燈泡L2消耗的電功率為0.30W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在軸右側(cè)平面內(nèi)存在方向垂直面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小,坐標(biāo)原點有一放射源,可以向軸右側(cè)平面沿各個方向6放射比荷為的正離子,這些離子速率分別在從0到最大值的范圍內(nèi),不計離子之間的相互作用.

(1)求離子打到軸上的范圍;

(2)若在某時刻沿方向放射各種速率的離子,求經(jīng)過時這些離子所在位置構(gòu)成的曲線方程;

(3)若從某時刻開始向軸右側(cè)各個方向放射各種速率的離子,求經(jīng)過時已進(jìn)入磁場的離子可能出現(xiàn)的區(qū)域面積.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根相距為L的光滑金屬導(dǎo)軌CD、EF固定在水平面內(nèi),并處在方向豎直向下的磁場中,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。在導(dǎo)軌的左端接入一阻值為R的定值電阻,將質(zhì)量為m、電阻可忽略不計的金屬棒MN垂直放置在導(dǎo)軌上,MN棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計空氣阻力。

(1)金屬棒MN以恒定速度v向右運動過程中且所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B且保持不變,試從磁通量變化、電動勢的定義、自由電子的受力和運動、或功能關(guān)系等角度入手,選用兩種方法推導(dǎo)MN棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大小E=BLv;

(2)為使回路DENM中產(chǎn)生正弦(或余弦)交變電流,請你展開智慧的翅膀,提出一種可行的設(shè)計方案,自設(shè)必要的物理量及符號,寫出感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式

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【題目】在溫控電路中,通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現(xiàn)對電路相關(guān)物理量的控制.如圖所示,R1為電阻箱,R2為半導(dǎo)體熱敏電阻,C為電容器.已知熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,則有( 。

A.R1固定,當(dāng)環(huán)境溫度降低時電壓表的示數(shù)減小

B.R1固定,當(dāng)環(huán)境溫度降低時R1消耗的功率增大

C.R1固定,當(dāng)環(huán)境溫度降低時,電容器C的電荷量減少

D.R1固定,環(huán)境溫度不變,當(dāng)電容器C兩極板間的距離增大時極板之間的電場強度減小

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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E、內(nèi)阻為r,R1、R2、R 3為定值電阻(阻值均大于電源內(nèi)阻r),電壓表和電流表可視為理想電表,開關(guān)S閉合時,一帶電油滴P恰好能靜止在平行金屬板之間,若將滑動變阻器R的滑片向b端移動,下列說法正確的是

A.油滴將向上運動

B.電壓表的示數(shù)變小、電流表的示數(shù)變大

C.電源的輸出功率和效率都逐漸增大

D.R 1R 3電阻上消耗的功率都變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是( )

A.陰極射線的本質(zhì)是電磁輻射

B.德布羅意指出微觀粒子的動量越大,其對應(yīng)的波長就越短

C.光的波長越長,其粒子性越強,光的波長越短,其波動性越強

D.根據(jù)玻爾的原子模型,氫原子輻射出光子后,其繞核運動的電子動能增大

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