【題目】某玩具廠設(shè)計出如圖所示的玩具,軌道固定在高為H10.5 m的水平臺面上,通過在A處壓縮彈簧把質(zhì)量m0.01 kg的小球(可看作質(zhì)點)從靜止彈出,先后經(jīng)過直線軌道AC、半徑R10.1 m的圓形軌道、長為L10.5 m 的直線軌道CD、以及兩段半徑R21 m的圓弧DEGP,GE兩點等高且兩圓弧對應(yīng)的圓心角都為37°,所有軌道都平滑連接;小球從P點水平拋出后打到固定在Q點的鑼上,PQ的水平距離L21.2 m,鑼的半徑r 0.3 m,圓心O離地高H20.4 m。CD段的動摩擦因數(shù)為0.2,其余軌道光滑,N為在P點正下方的擋板,在一次測試中測出小球運動到B點時對內(nèi)軌的作用力為0.064 N。(sin 37°0.6cos 37°0.8,g10 m/s2)

(1)求小球運動到B點時的速度大小;

(2)小球能否離開軌道,請說明理由;

(3)要使小球打到鑼上,求小球從A處彈出時彈簧對小球所做的功需滿足的條件。

【答案】(1) v00.6 m/s (2)h0<2R1h0<R2(1cos37°),小球不離開軌道 (3) 0.1 J≤W≤0.23 J

【解析】

(1)由牛頓第二定律得

mgFN ,

解得v00.6 m/s。

(2)設(shè)小球不離開軌道,通過直線軌道CD后能上升的最大高度為h0,則

mg(2R1h0)μmgL10

h00.118 mh0<2R1h0<R2(1cos37°)

所以小球不離開軌道。

(3)鑼的下邊界與P點的高度差h10.8 m,上邊界與P點的高度差h20.2 m,如果小球從P點飛出后能打到鑼的上、下邊界,根據(jù)平拋運動知識

v

可得從P點飛出的速度3 m/sv≤6 m/s,而小球沿圓弧GP運動到P點的條件

mg

vm/s,所以m/sv≤6 m/s,根據(jù)動能定理得

WμmgL1mg[2R2(1cos 37°)]

0.1 JW≤0.23 J

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】如圖所示,水平傳送帶順時針勻速傳動,緊靠傳送帶右端B的豎直平面內(nèi)固定有一個半徑為R=1.6m的光滑半圓軌道CD,半圓軌道下端連接有半徑同為R的內(nèi)壁光滑的1/4細(xì)圓管DE,細(xì)圓管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R,一勁度系數(shù)k=80N/m的輕彈簧一端固定在地面,自由伸長時另一端剛好在管口E處。質(zhì)量m=2kg的小物塊輕放在傳送帶的左端A點,隨后經(jīng)B、C間的縫隙進(jìn)入CD,并恰能沿CD做圓周運動。小物塊經(jīng)過D點后進(jìn)入DE,隨后壓縮彈簧,速度最大時彈簧的彈性勢能EP=17J.g=10m/s2, :

(1).傳送帶對小物塊做的功W;

(2).小物塊剛經(jīng)過D點后進(jìn)入DE時,DE軌道對小物塊的彈力;

(3).小物塊的最大速度vm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,A、O、C、B是真空中一條直線上的四點,其中,,OAB的中點。在A、B兩點分別放置點電荷+4Q+Q,則下列說法正確的是( 。

A.O點電場強度為零

B.C點電場強度為零

C.帶正電的檢驗電荷從A運動到O的過程中電勢能持續(xù)減小,從O運動到B的過程中電勢能持續(xù)增加

D.若取O點電勢為零,帶正電的檢驗電荷在C點的電勢能小于零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】小高的媽媽買來了一盞白光LED燈,說明書上介紹:白光LED燈的能耗僅為白熾燈的1/10,節(jié)能燈的。所以,小高對LED燈產(chǎn)生了興趣,于是到實驗室找來了如圖(1) 所示的實驗器材,想探究LED燈的伏安特性曲線。

(1)請你幫小高把需要的實驗器材連成實驗電路圖(電流表連成外接法)________;

(2)小高在實驗時,電流表選用0.6A量程,某次的電流表指針如圖(2)所示,則讀數(shù)為_________A

(3)通過實驗最終小高得到了LED燈的伏安特性曲線如圖(3)所示,由圖可知LED燈是________元件(選填線性非線性")

(4)小高接著想探究導(dǎo)體電阻與其影響因素關(guān)系,除圖(1) 中需要的器材外,以下器材還需要的是________ (填圖中器材的字母代號)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲、乙兩人各站在靜止小車的左右兩端,車與地面之間無摩擦,當(dāng)她倆同時相向運動時,發(fā)現(xiàn)小車向右運動。下列說法不正確的是( 。

A.乙的動量必定大于甲的動量

B.乙對小車的沖量必定小于甲對小車的沖量

C.甲、乙和車組成系統(tǒng)動量守恒

D.甲、乙動量總和必定不為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國發(fā)射的神州五號載人宇宙飛船的周期約為90min.如果把它繞地球的運動看作勻速圓周運動,飛船運動和人造地球同步衛(wèi)星的運動相比( 。

A. 飛船的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑

B. 飛船的運行速度大于同步衛(wèi)星的運行速度

C. 飛船運動的向心加速度大于同步衛(wèi)星運動的向心加速度

D. 飛船運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平而上,間距為L,空間存在著方向豎直向上的磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。在導(dǎo)軌上放有兩根質(zhì)量分別為m2m的金屬棒ab、cd,兩棒和導(dǎo)軌垂直且接觸良好,有效電阻均為R,導(dǎo)軌電阻不計,F(xiàn)給金屬棒ab水平向左的瞬時沖量I0,同時給cd棒水平向右的瞬時沖量2I0則在以后的運動過程中( )

A. 通過ab棒的最大電流為

B. cd林的最大加速度為

C. 最終兩金屬棒將靜止在導(dǎo)軌上

D. 整個過程中該系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量M=60 kg的人用繩子通過定滑輪拉著質(zhì)量m=10 kg的物塊一直保持靜止不動。若不計繩與滑輪的摩擦,繩與豎直方向的夾角為α=60°g10 m/s2。下列說法中正確的是

A. 人對地面的壓力為550 N

B. 地面對人的摩擦力為50 N

C. 繩對滑輪的作用力為100 N

D. 人的質(zhì)量越大受到地面的摩擦力越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個完全相同的光滑小球P、Q,放置在墻壁和斜木板之間,當(dāng)斜木板和豎直墻壁的夾角θ角緩慢減小時(θ<900 ),則(  。

A. 墻壁、木板受到P球的壓力均不變

B. 墻壁、木板受到P球的壓力均減小

C. Q球?qū)?/span>P球的壓力增大,對木板的壓力減小

D. P球受到墻壁、木板和Q球的作用力的合力變大

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