【題目】同學(xué)參照如圖的過山車情景設(shè)計(jì)了如圖模型：光滑弧形軌道的下端與半徑為R的豎直光滑圓軌道相接，現(xiàn)使質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從弧形軌道上端距地面高h=3R處由靜止滑下，之后滑塊沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，再滑上與圓軌道圓滑連接的傾角θ=37°的足夠長(zhǎng)的粗糙斜面軌道。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，滑塊與斜面軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，不計(jì)空氣阻力，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）滑塊經(jīng)過圓軌道最低點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)其彈力大小；

（2）滑塊經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)其彈力大小；

（3）滑塊在斜面軌道上運(yùn)動(dòng)的路程。

【答案】(1)7mg(2)mg(3)7.5R

【解析】

(1)滑塊從開始下滑至圓軌道最低點(diǎn)的過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

在圓軌道最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得

聯(lián)立解得

(2)滑塊從開始下滑至圓軌道最高點(diǎn)的過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

在圓軌道最高點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得

聯(lián)立解得

(3)由于斜面軌道對(duì)滑塊摩擦力

滑塊所受重力沿斜面向下的分力

故滑塊第一次滑到斜面最高點(diǎn)后還會(huì)沿斜面返回。

設(shè)滑塊第一次沿斜面上升最大距離為L1，則

解得

設(shè)滑塊第一次返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為E，則：

故滑塊不能到達(dá)圓弧左端與圓心等高處，以后將在圓軌道與斜面軌道之間來回運(yùn)動(dòng)，直至停在斜面軌道底端。

設(shè)滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的路程為s，則對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)全程用動(dòng)能定理：

解得

練習(xí)冊(cè)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，長(zhǎng)L=0.12 m的絕緣輕桿上端固定在O點(diǎn)，質(zhì)量m=0.6 kg、電荷量q=0.5 C的帶正電金屬小球套在絕緣輕桿上，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75。當(dāng)桿豎直固定放置時(shí)，小球恰好能勻速下滑，g取10 m/s2。

(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小;

(2)改變輕桿與豎直方向的夾角，使球下滑過程中與桿之間的摩擦力為零，并將小球從O點(diǎn)由靜止釋放，求小球離開桿時(shí)的速度大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平桌面上平放著導(dǎo)體圓環(huán)，圓環(huán)正上方靠近圓環(huán)直徑的位置有一根直導(dǎo)線（靠近而不接觸）.若給直導(dǎo)線通以圖示方向的電流，若要圓環(huán)中產(chǎn)生圖中所示方向的電流，則直導(dǎo)線的移動(dòng)方向及稍微移動(dòng)一點(diǎn)后圓環(huán)內(nèi)部的磁通量變化，下列判斷正確的是（ ）

A. 向左移動(dòng)；磁通量變大B. 向左移動(dòng)；磁通量變小

C. 向右移動(dòng)；磁通量變大D. 向右移動(dòng)；磁通量變小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】教師在課堂上做了兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，讓小明同學(xué)印象深刻。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做“旋轉(zhuǎn)的液體”，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，把它們分別與電池的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，例如鹽水，如果把玻璃皿放在磁場(chǎng)中，液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來，如圖甲所示。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做“振動(dòng)的彈簧”，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，通電后，發(fā)現(xiàn)彈簧不斷上下振動(dòng)，如圖乙所示。下列關(guān)于這兩個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)的說法正確的是（ ）

A. 圖甲中，如果改變磁場(chǎng)的方向，液體的旋轉(zhuǎn)方向不變

B. 圖甲中，如果改變電源的正負(fù)極，液體的旋轉(zhuǎn)方向不變

C. 圖乙中，如果改變電源的正負(fù)極，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動(dòng)

D. 圖乙中，如果將水銀換成酒精，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平桌面上存在著傾斜有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界與桌面的夾角，質(zhì)量為m，總電阻為R的均勻矩形金屬框abcd在水平向右的拉力F作用下向右以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，已知ad=2dc=2L,金屬框與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.

（1）當(dāng)dc中點(diǎn)e到達(dá)磁場(chǎng)邊界時(shí)，ab和de兩點(diǎn)間的電壓和各為多少？

（2）試給出dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)過程中dc邊所受安培力隨時(shí)間變化的表達(dá)式（以d點(diǎn)到達(dá)磁場(chǎng)邊界為時(shí)間t的起點(diǎn)）.

（3）在所給的坐標(biāo)系中定性畫出整個(gè)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，拉力F隨前進(jìn)位移x變化的曲線（以d點(diǎn)到達(dá)磁場(chǎng)邊界為位移x的起點(diǎn)，需標(biāo)出某些特定點(diǎn)的值），并求出拉力的最大值.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)力合成的平行上邊形定則實(shí)驗(yàn)時(shí)，把橡皮條的一端用圖釘固定于P點(diǎn)，同時(shí)用兩個(gè)彈簧秤將橡皮條的另一端拉到位置O。這時(shí)兩彈簧秤的示數(shù)分別為FA＝3.5 N、FB＝4.0 N，其位置記錄如圖甲所示。倘若橡皮條的活動(dòng)端僅用一個(gè)彈簧秤拉著，也把它拉到O點(diǎn)位置，彈簧秤的示數(shù)為FC＝6.0 N，其位置如C。

（1）用1 cm表示1 N，在圖乙中作出力FA、FB和FC的圖示__________。

（2）根據(jù)平行四邊形定則在圖乙中作出FA和FB的合力F，F的大小為___________N。

（3）實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否能驗(yàn)證平行四邊形定則：________（選填“能”或“不能”）。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，水平地面上放有一質(zhì)量M=3kg的“L”型滑板ABC，滑板的豎直高h=1.8m．地面上D處固定一障礙物，滑板右端C到障礙物的距離x=l m．在滑板左端施加水平向右推力F=144N的同時(shí)，一質(zhì)量m=1kg的小物塊緊貼滑板上豎直板的A點(diǎn)由靜止釋放．當(dāng)滑板撞到障礙物時(shí)立即撤去推力F，滑板以原速率彈回，小物塊最終落至地面．己知滑板與小物塊及地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.4，取g=10m/s2．

（1）證明：滑板撞到障礙物前小物塊與滑板保持相對(duì)靜止；

（2）求小物塊落地時(shí)所受重力的瞬時(shí)功率；

（3）求小物塊落地時(shí)物塊與滑板B端的距離

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在相距為d的兩個(gè)點(diǎn)，固定著電量分別為-Q和+Q的兩個(gè)點(diǎn)電荷，在它們連線的水平中垂線上固定一根長(zhǎng)為L，內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，現(xiàn)有一電量為+q的小球以初速度從管口射入，已知靜電力常量為k，則下列說法正確的是

A. 小球的速度一直減小

B. 小球的速度先減小后增大

C. 小球的電勢(shì)能保持不變

D. 管壁對(duì)小球的彈力最大值為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U=12V，電解槽內(nèi)阻rA=2Ω，當(dāng)K1閉合，K2、K3斷開時(shí)，電流表示數(shù)6A；當(dāng)K2閉合，K1、K3斷開時(shí)，電流表示數(shù)5A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W；當(dāng)K3閉合，K1、K2斷開時(shí)，電流表示數(shù)為4A。求：

(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率各多大？

(2)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻是多少？

(3)在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案