【題目】如圖,科研人員在研究某運(yùn)動(dòng)賽道路面特性時(shí),將一質(zhì)量m=lkg小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))在半徑R=0.4m的圓弧A端由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為v=2m∕s.經(jīng)過(guò)B后立即將圓弧軌道撤去。滑塊在可視為光滑材料的水平面上運(yùn)動(dòng)一段距離后,通過(guò)換向軌道由C點(diǎn)過(guò)渡到傾角為θ=37°、長(zhǎng)s=lm斜面軌道CD上,CD之間鋪了一層勻質(zhì)特殊材料,其與滑塊間的動(dòng)摩擦系數(shù)可在0≤μ≤1.5之間調(diào)節(jié)。斜面底部D點(diǎn)與光滑地面平滑相連,地面上一根輕彈簧一端固定在O點(diǎn),自然狀態(tài)下另一端恰好在D點(diǎn)。認(rèn)為滑塊通過(guò)C和D前后速度大小不變,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)空氣阻力。
(1)求滑塊在B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小以及在AB上克服阻力所做的功;
(2)若設(shè)置μ=0.5,求質(zhì)點(diǎn)從C運(yùn)動(dòng)第一次運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間;
(3)若最終滑塊停在D點(diǎn),求μ的可能取值范圍。
【答案】(1)20N,2J(2)(﹣1)s(3)≤μ≤或者μ=1
【解析】
(1)滑塊在B點(diǎn),受到重力和支持力,在B點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律有:,
代入數(shù)據(jù)解得:F=20N,
由牛頓第三定律得:=20N。
從A到B,由動(dòng)能定理得:mgR﹣W=mv2,
代入數(shù)據(jù)得:W=2J。
(2)在CD間運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:mgsinθ﹣μmgcosθ=ma,
解得:a=6m/s2,
根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:
代入數(shù)據(jù)解得:t=(﹣1)s
(3)最終滑塊停在D點(diǎn)有兩種可能:
A.滑塊恰好從C下滑到D,由動(dòng)能定理得:mgssinθ﹣μmgcosθ=0-
解得:μ=1
B.滑塊在斜面CD和水平地面間多次往復(fù)運(yùn)動(dòng),最終靜止在D點(diǎn)。
當(dāng)滑塊恰好能返回C不飛出,由動(dòng)能定理得:﹣μ1mgcosθ2s=0﹣,
解得:μ1=
當(dāng)滑塊恰好能靜止在斜面上,則有mgsinθ=μ2mgcosθ
解得:μ2=
所以≤μ≤或者μ=1
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量不等,電量相等的帶電粒子M和N,以相同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),運(yùn)行的半圓軌跡如圖兩種虛線(xiàn)所示,不計(jì)重力,下列表述正確的是( )
A. M帶正電,N帶負(fù)電 B. M的質(zhì)量大于N的質(zhì)量
C. 洛倫茲力對(duì)M、N做正功 D. M的運(yùn)行時(shí)間等于N的運(yùn)行時(shí)間
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g。
(1)該小組成員用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=_________cm,用天平測(cè)得滑塊與遮光條的總質(zhì)量為M,鉤碼的質(zhì)量為m。
(2)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使之水平,實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間Δt=1.0×10-2 s,則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度v=_______m/s。
(3)本實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量是:________________________________________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn),且與直面垂直,導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相等、方向相反的電流。a、o、b在M、N的連線(xiàn)上,o為MN的中點(diǎn),c、d位于MN的中垂線(xiàn)上,且a、b、c、d到o點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是
A.o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
B.a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反
C.c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同
D.a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為一個(gè)均勻透明介質(zhì)球,球心位于O點(diǎn),半徑為R,一束單色光從真空中沿DC方向平行于直徑AOB射到介質(zhì)球上的C點(diǎn),DC與的距離H=R,若該光束射入球體經(jīng)一次反射后由E點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)再次折射向真空中,此時(shí)的出射光線(xiàn)剛好與入射光線(xiàn)平行,已知光在真空中的速度為c.
①介質(zhì)球的折射率和光束從C點(diǎn)射入到從E點(diǎn)射出所經(jīng)歷的總時(shí)間;
②射入球體內(nèi)的光線(xiàn)有可能發(fā)生全反射嗎?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一足夠長(zhǎng)的木板靜止在粗糙的水平面上,t=0時(shí)刻滑塊從板的左端以速度v0水平向右滑行,木板與滑塊間存在摩擦,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.滑塊的v-t圖象可能是圖乙中的( )
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在寬度為d的河中,水流速度為v2 ,船在靜水中速度為v1(且v1>v2),方向可以選擇,現(xiàn)讓該船開(kāi)始渡河,則下列說(shuō)法不正確的是
A. 最短渡河時(shí)間為d/v1
B. 最短渡河位移為d
C. 不管船頭與河岸夾角是多少,渡河時(shí)間和水速均無(wú)關(guān)
D. 只有當(dāng)船頭垂直河岸渡河時(shí),渡河時(shí)間才和水速無(wú)關(guān)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某區(qū)域的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖所示,其中間一根電場(chǎng)線(xiàn)是直線(xiàn),一帶正電的粒子從直線(xiàn)上的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)。取O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)沿直線(xiàn)向右為x軸正方向,粒子的重力忽略不計(jì).在O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)速度和加速度a隨時(shí)間t的變化、粒子的動(dòng)能Ek和運(yùn)動(dòng)徑跡上的電勢(shì)隨位移x的變化圖線(xiàn)可能正確的是
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻不計(jì),電阻R1=14Ω, R2=6.0Ω, R3=2.0Ω, R4=8.0Ω, R5=10Ω,電容器的電容C=2F,則以下說(shuō)法正確的是
A. 電容器的上極板帶正電
B. 電容器的帶電量為C
C. 若R2斷路,會(huì)有電流從上而下流過(guò)R5
D. 若R2斷路,會(huì)有6C的電量通過(guò)R5
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