【題目】如圖,一輕彈簧原長為2R,其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處,另一端位于直軌道上B處,彈簧處于自然狀態(tài),直軌道與一半徑為的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn),AC=7R,A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開始下滑,最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫出),隨后P沿軌道被彈回,最高點(diǎn)到達(dá)F點(diǎn),AF=4R,已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù),重力加速度大小為g。(取

(1)求P第一次運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度的大小。

(2)求P運(yùn)動到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能。

(3)改變物塊P的質(zhì)量,將P推至E點(diǎn),從靜止開始釋放。已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后,恰好通過G點(diǎn)。G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方,與C點(diǎn)水平相距、豎直相距R,求P運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P的質(zhì)量。

【答案】(1);(2);(3);

【解析】(1)根據(jù)題意知,B、C之間的距離l為l=7R–2R①

設(shè)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,由動能定理得

式中θ=37°,聯(lián)立①②式并由題給條件得

(2)設(shè)BE=x。P到達(dá)E點(diǎn)時(shí)速度為零,設(shè)此時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep。P由B點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中,由動能定理有

E、F之間的距離l1為l1=4R–2R+x⑤

P到達(dá)E點(diǎn)后反彈,從E點(diǎn)運(yùn)動到F點(diǎn)的過程中,由動能定理有Ep–mgl1sin θ–μmgl1cos θ=0⑥

聯(lián)立③④⑤⑥式并由題給條件得x=R⑦

(3)設(shè)改變后P的質(zhì)量為m1。D點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離x1和豎直距離y1分別為

式中,已應(yīng)用了過C點(diǎn)的圓軌道半徑與豎直方向夾角仍為θ的事實(shí)。

設(shè)P在D點(diǎn)的速度為vD,由D點(diǎn)運(yùn)動到G點(diǎn)的時(shí)間為t。由平拋運(yùn)動公式有

x1=vDt

聯(lián)立⑨⑩式得

設(shè)P在C點(diǎn)速度的大小為vC。在P由C運(yùn)動到D的過程中機(jī)械能守恒,有

P由E點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中,同理,由動能定理有

聯(lián)立⑦⑧式得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖小圓柱由一根不可伸長的輕繩拴住,輕繩另一端固定,在懸點(diǎn)O安裝一個拉力傳感器,將輕繩拉至水平后由靜止釋放。在最低點(diǎn)附近放置一組光電門,測出小圓柱運(yùn)動到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間Δt,測出小圓柱的直徑d,重力加速度為g。

1)由以上數(shù)據(jù)可得小圓柱體擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為 。

2)測出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離L,由傳感器可測出繩子上的拉力F,則要驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式還需要測量的物理量是________________(用文字和字母表示)。若等式F___________成立,則可驗(yàn)證小圓柱在最低點(diǎn)的向心力公式。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】對于真空中電量為Q的靜止點(diǎn)電荷而言,當(dāng)選取離點(diǎn)電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢為零時(shí),離點(diǎn)電荷距離為r處電勢為k為靜電力常量)。如圖所示,一質(zhì)量為m、電量為q可視為點(diǎn)電荷的帶正電小球用絕緣絲線懸掛在天花板上,在小球正下方的絕緣底座上固定一半徑為R的金屬球,金屬球接地,兩球球心間距離為d。由于靜電感應(yīng),金屬球上分布的感應(yīng)電荷的電量為q′。則下列說法正確的是

A. 金屬球上的感應(yīng)電荷電量

B. 金屬球上的感應(yīng)電荷電量

C. 絕緣絲線中對小球的拉力大小為

D. 絕緣絲線中對小球的拉力大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用一只電流表和一個電阻箱測定電源的電動勢和內(nèi)電阻,使用的器材還有開關(guān)一個、導(dǎo)線若干,實(shí)驗(yàn)原理如甲所示。

(1)在圖乙的實(shí)物圖中,已正確連接了部分電路,請完成其余電路的連接______。

(2)調(diào)節(jié)電阻箱,示數(shù)如圖丙所示,讀得電阻值是________Ω

(3)接通開關(guān),多次改變電阻箱的阻值R,同時(shí)讀出對應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并作記錄,畫出R關(guān)系圖線,如圖丁所示。則圖線斜率的物理意義是___________;若電流表內(nèi)阻RA0.1 Ω,由圖線求得電源的電動勢E______V,內(nèi)阻r______Ω

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑的水平桌面上有等大的質(zhì)量分別為M=0.6kg,m=0.2kg的兩個小球,中間夾著一個被壓縮的具有Ep=10.8J彈性勢能的輕彈簧(彈簧與兩球不相連),原來處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)突然釋放彈簧,球m脫離彈簧后滑向與水平面相切、半徑為R=0.425m的豎直放置的光滑半圓形軌道,如圖所示.g10m/s2則下列說法正確的是(

A. m從軌道底端A運(yùn)動到頂端B的過程中所受合外力沖量大小為3.4Ns

B. M離開輕彈簧時(shí)獲得的速度為9m/s

C. 若半圓軌道半徑可調(diào),則球mB點(diǎn)飛出后落在水平桌面上的水平距離隨軌道半徑的增大而減小

D. 彈簧彈開過程,彈力對m的沖量大小為1.8Ns

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傳送帶Ⅰ與水平面夾角,傳送帶Ⅱ與水平面夾角,兩傳送帶與一小段光滑的水平面BC平滑連接。兩傳送帶均順時(shí)針勻速率運(yùn)行,F(xiàn)將裝有貨物的箱子輕放至傳送帶Ⅰ的A點(diǎn),運(yùn)送到水平面上后,工作人員將箱子內(nèi)的物體取下,箱子速度不變繼續(xù)運(yùn)動到傳送帶Ⅱ上,傳送帶Ⅱ的D點(diǎn)與高處平臺相切。已知箱子的質(zhì)量,物體的質(zhì)量,傳送帶Ⅰ的速度,AB長,與箱子間的動摩擦因數(shù)為。傳送帶Ⅱ速度,CD長,由于水平面BC上不小心撒上水,致使箱子與傳送帶Ⅱ間的動摩擦因數(shù)變?yōu)?/span>,重力加速度。求:

(1)裝著物體的箱子在傳送帶Ⅰ上運(yùn)動的時(shí)間;

(2)計(jì)算說明,箱子能否運(yùn)送到高處平臺上?并求在傳送帶Ⅱ上箱子向上運(yùn)動的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能。(已知

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【題目】中國科學(xué)院、中國工程院兩院院士評出的2012年中國十大科技進(jìn)展新聞,于2013119日揭曉,神九載人飛船與天宮一號成功對接和蛟龍號下潛突破7000米分別排在第一、第二.若地球半徑為R,把地球看做質(zhì)量分布均勻的球體,地球表面的重力加速度大小為g,引力常量為G蛟龍下潛深度為d,天宮一號軌道距離地面高度為h。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。求

1天宮一號繞地心轉(zhuǎn)一周的時(shí)間是多少?

2蛟龍號所在處與天宮一號所在處的重力加速度之比為多少?

3)設(shè)想地球的密度不變,自轉(zhuǎn)周期不變,但地球球體半徑變?yōu)樵瓉淼囊话,僅考慮地球和同步衛(wèi)星之間的相互作用力,則該設(shè)想地球的同步衛(wèi)星的軌道半徑與以前地球的同步衛(wèi)星軌道半徑的比值是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用不同的A、B兩種光照射到光電管上時(shí),測得電流計(jì)上的示數(shù)隨電壓變化的圖像如圖乙所示.已知A光的光子能量為5 eV,則

(1)A光照射時(shí)射出的光電子的最大初動能為________eV

(2)金屬的逸出功為__________eV

(3)A光的頻率__________ B光的頻率。(填“大于”、“等于”或者“小于”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是——填正確答案標(biāo)號。選對1個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分

A飽和汽壓隨溫度降低而減小,與飽和汽的體積無關(guān)

B能量耗散反映了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程具有不可逆性

C液體表面層分子間距離較大,這些液體分子間作用力表現(xiàn)為引力

D若某氣體摩爾體積為V,阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,則該氣體的分子體積為

E用“油膜法”估測分子直徑時(shí),滴在水面的油酸酒精溶液體積為V,鋪開的油膜面積為S,則可估算出油酸分子直徑為

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