【題目】如圖所示,A、B是位于豎直平面內(nèi)、半徑R=0.5m的圓弧形的光滑絕緣軌道,其下端點(diǎn)B與水平絕緣軌道平滑連接,整個(gè)軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×104N/C.今有一質(zhì)量為m=0.1kg、帶電荷量+q=7.5×10-5C的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放.若已知滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.05,取g=10m/s2,求:
(1)小滑塊第一次經(jīng)過(guò)圓弧形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)B點(diǎn)的壓力.
(2)小滑塊在水平軌道上通過(guò)的總路程.
(3)判定小滑塊最終能否停止運(yùn)動(dòng),如能:計(jì)算其最終位置予以表述;如不能:定性判定其最終運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(可能用到的三角函數(shù):tan37°=0.75)
【答案】(1)1.5N(2)2.5m(3)滑塊將以與和圓心與豎直平面的夾角為37°的一點(diǎn)為中心來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
【解析】(1)、設(shè)滑塊在B點(diǎn)速度為v,對(duì)滑塊從A到B的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理
設(shè)滑塊在B點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)壓力為F,軌道對(duì)滑塊支持力為F′,由牛頓第三定律得,兩力大小滿足
對(duì)滑塊由牛頓第二定律得
得
由牛頓第三定律可知壓力為1.5N;
(2)、由于滑塊在水平面上的滑動(dòng)摩擦力
故滑塊最終將會(huì)不會(huì)靜止在水平軌道上;又由于圓弧軌道是光滑的,滑塊在圓弧軌道上也不會(huì)靜止;當(dāng)滑塊到達(dá)B的速度恰好等于0時(shí),滑塊在水平面內(nèi)的路程最大:
設(shè)滑塊在水平軌道上通過(guò)的總路程為s,對(duì)全程應(yīng)用動(dòng)能定理得
得
(3)、由(2)的分析可得,滑塊在水平軌道和圓弧軌道上都不會(huì)靜止,滑塊將以某一點(diǎn)為中心來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng);設(shè)其平衡位置和圓心與豎直平面的夾角為θ,則
所以θ=37°
即:滑塊將以與和圓心與豎直平面的夾角為37°的一點(diǎn)為中心來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用一臺(tái)額定功率為P0=60kW的起重機(jī),將一質(zhì)量為m=500kg的工件由地面豎直向上吊起,不計(jì)摩擦等阻力,取g=10m/s2 . 求:
(1)工件在被吊起的過(guò)程中所能達(dá)到的最大速度vm;
(2)若使工件以a=2m/s2的加速度從靜止開始勻加速向上吊起,則勻加速過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?
(3)若起重機(jī)在始終保持額定功率的情況下從靜止開始吊起工件,經(jīng)過(guò)t=1.14s工件的速度vt=10m/s,則此時(shí)工件離地面的高度h為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量相等的實(shí)心木球和鐵球放在同一水平面上,形狀和大小不能看成質(zhì)點(diǎn),以地面為零勢(shì)能面,兩球的重力勢(shì)能相比較( ).
A.鐵球大B.木球大C.一樣大D.無(wú)法比較
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電荷、B板帶負(fù)電荷.兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),兩板間距為d、電勢(shì)差為U,在B板上開有兩個(gè)間距為L的小孔.C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O′處,C帶正電、D帶負(fù)電.兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對(duì)著B板上的小孔,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等,方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì).現(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的微粒(微粒的重力不計(jì)),問:
(1)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度多大?
(2)為了使微粒能在C、D板間運(yùn)動(dòng)而不碰板,C、D板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件?
(3)從釋放微粒開始,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間微粒通過(guò)半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角為37°的斜坡上有一人,前方有一動(dòng)物沿斜坡勻速向下奔跑,速度v=15m/s,在二者相距L=30m時(shí),此人以速度v0水平拋出一石塊,打擊動(dòng)物,人和動(dòng)物都可看成質(zhì)點(diǎn).(已知sin37°=0.6,g=10m/s2)
(1)若動(dòng)物在斜坡上被石塊擊中,求v0的大。
(2)若動(dòng)物在斜坡末端時(shí),動(dòng)物離人的高度h=80m,此人以速度v1水平拋出一石塊打擊動(dòng)物,同時(shí)動(dòng)物開始沿水平面運(yùn)動(dòng),動(dòng)物速度v=15m/s,動(dòng)物在水平面上被石塊擊中的情況下,求速度v1的大小。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在建筑工地上,打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí),將水泥樁打進(jìn)地下一段距離,這一現(xiàn)象說(shuō)明被舉高的重錘具有_________.如果重錘舉得越高,落下后,水泥樁進(jìn)入得越深,這表明___________________________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】?jī)蓪?shí)心小球甲和乙由同一種材質(zhì)制成,甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量。兩球在空氣中由靜止下落,假設(shè)它們運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力與球的半徑成正比,與球的速率無(wú)關(guān)。若它們下落相同的距離,則
A. 甲球用的時(shí)間比乙球長(zhǎng)
B. 甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C. 甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小
D. 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,用大小為8.0N的水平拉力F,使物體由靜止開始沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在2.0s內(nèi)通過(guò)的位移為8.0m,在此過(guò)程中,求:
(1)水平拉力F做的功;
(2)水平拉力F的平均功率.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】水平推力F1和F2分別作用于水平面上原來(lái)靜止的、等質(zhì)量的a、b兩物體上,作用一段時(shí)間后撤去推力,物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間停下,兩物體的v-t圖象如圖所示,已知圖中線段AB∥CD,則( )
A. F1的沖量小于F2的沖量
B. F1的沖量等于F2的沖量
C. 兩物體受到的摩擦力大小相等
D. 兩物體受到的摩擦力大小不等
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