如圖13所示,一個質量為的長木板靜止在光滑的水平面上,并與半徑為的光滑圓弧形固定軌道接觸(但不粘連),木板的右端到豎直墻的距離為S;另一質量為2的小滑塊從軌道的最高點由靜止開始下滑,從圓弧的最低點A滑上木板。設長木板每次與豎直墻的碰撞時間極短且無機械能損失。已知滑塊與長木板間的動摩擦因數為。試求:
(1)滑塊到達A點時的速度大小以及物體對軌道的壓力大;
(2)若滑塊不會滑離長木板,試討論長木板與墻第一次碰撞前的速度與S的關系;
(3)若S足夠大,為了使滑塊不滑離長木板,板長L應滿足什么條件。
解答:
(1)滑塊從軌道的最高點到最低點,機械能守恒,設到達A點的速度為,
則 : ①(1分) 由上式得: ②(1分)
在A點由牛頓第二定律有: ③ (1分)由②③得: ④ (1分)
由牛頓第三定律,滑塊在A點對軌道的壓力 ⑤ (1分)
(2)若第一次碰撞前的瞬間,滑塊與木板達到共同速度,由動量守恒定律得: ⑥(1分) 對滑塊由動能定理得: ⑦(1分)
由②⑥⑦得: (1分)
ⅰ.若,則木板與墻第一次碰前瞬間的速度為 (1分)
ⅱ.若,則木板與墻第一次碰前瞬間的速度為,則 (1分)
得: (1分)
(3)因為S足夠大,每次碰前滑塊與木板共速,因為滑塊的質量大于木板的質量,每次碰后系統(tǒng)的總動量方向向右,要使滑塊不滑離長木板,最終木板停在墻邊,滑塊停在木板上。
由能量守恒得: (2分) 解得 (1分)
科目:高中物理 來源: 題型:
如圖4所示,一質量為m的汽車,通過凸形路面的最高處時對路面的壓力為N1 ,通過凹形路面最低處時對路面的壓力為N2 ,則
A.N1>mg B.N1<mg C.N2=mg D.N2>mg
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科目:高中物理 來源: 題型:
密閉有空氣(非理想氣體,分子間的作用力表現為引力)的薄塑料瓶因降溫而變扁,此過程中瓶內空氣
A.內能不變 B.外界對瓶內空氣做功
C.分子力做正功,分子勢能變大 D.分子力做負功,分子勢能變大
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖8所示,a、b是航天員王亞平在“天宮一號”實驗艙做水球實驗時水球中形成的氣泡,a、b兩氣泡溫度相同且a的體積大,氣泡內的氣體視為理想氣體,則下列說法正確的是
A.水球呈球形是由于表面張力作用的結果
B.此時水球內的水分子之間只有引力
C.a內氣體的分子平均動能比b的大
D.在水球表面滴一小滴紅墨水若水球未破,最后水球將呈紅色
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,足夠長的斜面上A點,以水平速度v0拋出一個小球,不計空氣阻力,它落到斜面上所用的時間為t1;若將此球改用3v0水平速度拋出,落到斜面上所用時間為t2,則t1 : t2為:( )
A.1 : 1 B.1 : 2 C.1 : 3 D.1 : 4
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科目:高中物理 來源: 題型:
為探究“恒力做功與物體動能改變的關系”,采用了如上右圖所示實驗裝置。請回答下列問題:
(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應采取做法是______
A.將木板不帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動
B.將木板不帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動
C.將木板不帶滑輪的一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D.將木板不帶滑輪的一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動
(2)若實驗中所用小車的質量為200 g,為了使實驗結果盡量精確,在實驗室提供的以下四種規(guī)格鉤碼中,應該挑選的鉤碼是_______
A.10 g B.20 g C.30 g D.50 g
(3)某實驗小組挑選了一個質量為50 g的鉤碼,在多次正確操作實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條,經測量、計算,得到如下數據:第一個點到第n個點的距離為40.0 cm;打下第n點時小車的速度大小為1.20m/s。該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力,則拉力對小車做的功為________J,小車動能的增量為________J。(g=9.8m/s2,結果保留三位有效數字)
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科目:高中物理 來源: 題型:
有兩個大小相等的共點力F1和F2,當它們的夾角為90°時,合力為F,它們的夾角變?yōu)?20°時,合力的大小為 ( )
A.2F B.F
C.F D.F
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