【題目】如圖甲所示是游樂場中過山車的實物圖片,可將過山車的一部分運動簡化為圖乙的模型圖.模型圖中光滑圓形軌道的半徑R=20m,該光滑圓形軌道固定在傾角為θ=37°斜軌道面上的Q點,圓形軌道的最高點A與傾斜軌道上的P點平齊,圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接.現(xiàn)使質(zhì)量m=100kg的小車(視為質(zhì)點)從P點以一定的初速度v0沿斜面向下運動,不計空氣阻力,已知斜軌道面與小車間的動摩擦力為μ= ,取g=10m/
s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan18.5°= .若小車恰好能通過圓形軌道的最高點A處,則:

(1)小車在A點的速度為多大?
(2)小車運動到圓形軌道最低點時對軌道的壓力大?
(3)初速度v0的大。

【答案】
(1)解:由于小車恰能通過A點,由重力提供小車圓周運動所需要的向心力,根據(jù)牛頓第二定律得:

mg=m

解得:vA= = m/s=10 m/s ①

答:小車在A點的速度為 m/s


(2)解:如圖,小車經(jīng)軌道最低點時對軌道壓力最大.設在最低點軌道對小車的支持力為

則有: ﹣mg=m

小車由D到A的運動過程機械能守恒

則有:2mgR=

由①②③得:

由牛頓第三定律,在D點小車對軌道的壓力 = =6mg=6000N

答:小車運動到圓形軌道最低點時對軌道的壓力大小為6000N


(3)解:設PQ距離為L,對小車由P到A的過程應用動能定理

得:﹣μmgLcos37°=

由幾何關(guān)系:L= =60m⑤

由①④⑤得:

答:初速度v0的大小為


【解析】(1)小車恰好能通過圓形軌道的最高點A處,軌道對小車的彈力為零,由重力提供小車圓周運動所需要的向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出小車在A點的速度.(2)根據(jù)動能定理或機械能守恒求出小車最低點的速度,再運用牛頓第二定律,通過支持力和重力的合力提供向心力,求出支持力,由牛頓第三定律得到壓力.(3)對P到A全過程運用動能定理,重力做功為零,根據(jù)幾何關(guān)系求出在斜面上的位移,通過動能定理求出初速度

練習冊系列答案
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【題目】目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,如圖所示表示它的發(fā)電原理將一束等離子體( 高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負電的粒子,而從整體來說呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場,磁場中有兩塊金屬板 AB,這時金屬板上就聚集了電荷在磁極配置如圖中所示的情況下,下述說法正確的 ( )

A. A 板帶正電

B. 有電流從 a 經(jīng)用電器流向 b

C. 金屬板 AB 間的電場方向向下

D. 等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場力

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【題目】如圖所示,一質(zhì)量m=0.4kg的滑塊(可視為質(zhì)點)靜止于動摩擦因數(shù)μ=0.1的水平軌道上的A點.現(xiàn)對滑塊施加一水平外力,使其向右運動,外力的功率恒為P=10.0W.經(jīng)過一段時間后撤去外力,滑塊繼續(xù)滑行至B點后水平飛出,恰好在C點沿切線方向進入固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道,軌道的最低點D處裝有壓力傳感器,當滑塊到達傳感器上方時,傳感器的示數(shù)為25.6N.已知軌道AB的長度L=2.0m,半徑OC和豎直方向的夾角α=37°,圓形軌道的半徑R=0.5m.(空氣阻力可忽略,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)滑塊運動到C點時速度vc的大;

(2)B、C兩點的高度差h及水平距離x;

(3)水平外力作用在滑塊上的時間t.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】做勻速直線運動的物體,經(jīng)過一段時間,該物體的物理量沒有發(fā)生變化的是( .

A.位移和速度B.路程和速度

C.速度和加速度D.位移和加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點,小物塊以v0=9m/s的初速度從A點沿AB方向運動,與墻發(fā)生碰撞(碰撞時間極短).碰前瞬間的速度v1=7m/s,碰后以v2=6m/s反向運動直至靜止.已知小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.32,取g=10m/s2 . 求:

(1)A點距墻面的距離x;
(2)碰撞過程中,墻對小物塊的沖量大小I;
(3)小物塊在反向運動過程中,克服摩擦力所做的功W.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器兩個極板為AB,B板接地,A板帶有電荷量.板間電場有一固定點P.以下說法正確的是( )。

A. A板下移時,P點的電場強度不變,P點電勢不變

B. A板下移時,P點的電場強度不變,P點電勢降低

C. B板上移時,P點的電場強度不變,P點電勢降低

D. B板上移時,P點的電場強度減小,P點電勢降低

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【題目】質(zhì)量為2 000 kg、額定功率為80 kW的汽車,在平直公路上行駛中的最大速度為20 m/s.若汽車從靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為2 m/s2,運動中的阻力不變.求:

1)汽車所受阻力的大小;

23 s末汽車的瞬時功率;

3)汽車做勻加速運動的時間;

4)汽車在勻加速運動中牽引力所做的功.

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【題目】質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處無初速釋放,落在地面后出現(xiàn)一個深為h的坑,如圖所示,在此過程中,下列說法正確的是( )

A.重力對物體做功mgH
B.物體重力勢能減少mg(H+h)
C.若取地面為零勢能面,物體在坑底時的重力勢能為mgh
D.物體機械能守恒

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【題目】如圖所示,A、BC、D、E、F為勻強電場中一個正六邊形的六個頂點,A、BC三點的電勢分別為1V、2V5V。則下列說法中正確的為

A. DE、F三點的電勢分別為6V5V、2V

B. 正點電荷在從D點移動到F點的電場力做負功

C. D、E、F三點的電勢分別為7V6V3V

D. 負點電荷在從D點移動到C點的電場力做負功

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