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    【題目】如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置,滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成,其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長均為L=3m,圓弧形軌道AEPD和BQC均光滑,BQC的半徑為r=1m,AEPD的半徑R=2m,DE是其豎直直徑,O1、O2分別為兩部分圓弧軌道的圓心,AB、CD與兩圓弧形軌道相切,O2A、O1與豎直方向的夾角均為θ=37°現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上,以的初動能從B點(diǎn)開始沿BA向上運(yùn)動,小球與兩段直軌道間的動摩擦因數(shù)均為,設(shè)小球經(jīng)過軌道連接處均無能量損失。g=10m/s2,sin37°=06,cos37°=08求:

    1要使小球第一次上滑過程恰能過圓弧形軌道AEPD最高點(diǎn)E點(diǎn),初動能為多大;

    2在滿足第1問的情況下小球第二次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動能;

    3在滿足第1問的情況下小球在CD段上運(yùn)動的總路程

    【答案】1Ek0=48J 2EkD=126J 3

    【解析】

    試題分析:1若要使小球能夠通過圓弧APD的最高點(diǎn),因小球是穿在桿上,則到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度可以為0

    由能量守恒得:Ek0=mgR1-cosθ+mgLsinθ+μmgLcosθ

    代入數(shù)據(jù)解得:Ek0=48J

    2當(dāng)小球第一次回到B點(diǎn)時(shí)的動能為:EkB=mg2R-mgr1+cosθ-μmgL=12J

    小球沿AB向上運(yùn)動到最高點(diǎn),距離B點(diǎn)為s,則有:EkB=mgscosθ+mgssinθ

    代入解得

    小球繼續(xù)向下運(yùn)動,當(dāng)小球第二次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動能為EkD=mgr1+cosθ+mgssinθ-μmgscosθ-μmgL=126J

    3小球第二次到達(dá)D點(diǎn)后還剩126J的能量,

    由于mg2R=40J,故沿DP弧上升后再返回DC段

    由于μmgL=10J,到C點(diǎn)小球只剩下26J的能量

    而mgr1+cosθ=18J,因此小球無法繼續(xù)上升到B點(diǎn),滑到BQC某處后開始下滑,之后受摩擦力作用,小球最終停在CD上的某點(diǎn)

    由動能定理:

    可得小球在CD上所通過的路程為:

    小球通過CD段的總路程為:

    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,物體A置于傾斜的傳送帶上,它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運(yùn)動,下列關(guān)于物體A在上述兩種情況下的受力描述,正確的是( )

    A. 物體A隨傳送帶一起向上運(yùn)動時(shí),A所受的摩擦力沿斜面向下

    B. 物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動時(shí),A所受的摩擦力沿斜面向下

    C. 物體A隨傳送帶一起向下運(yùn)動時(shí),A不受摩擦力作用

    D. 無論物體A隨傳送帶一起向上還是向下運(yùn)動,傳送帶對物體A的作用力均相同

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    【題目】如圖所示,平行板電容器帶有等量異種電荷,與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地,在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷,以E表示兩板間的電場強(qiáng)度,Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢能,θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動,將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置,則

    A.θ增大,Ep增大 B.θ增大,E不變

    C.θ減小,Ep不變 D.θ減小,E減小

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    【題目】物理公式在確定物理量數(shù)量關(guān)系的同時(shí),也確定了物理量單位的關(guān)系,因此,國際單位制中選定了幾個(gè)物理量的單位作為基本單位,進(jìn)而導(dǎo)出其它物理量的單位.下列物理量的單位為基本單位的是( )
    A.力
    B.質(zhì)量
    C.速度
    D.加速度

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    【題目】如圖所示,O點(diǎn)為固定轉(zhuǎn)軸,把一個(gè)長度為L的細(xì)繩上端固定在O點(diǎn),細(xì)繩下端系一個(gè)質(zhì)量為m的小擺球,當(dāng)小擺球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)恰好與平臺的右端點(diǎn)B點(diǎn)接觸,但無壓力。一個(gè)質(zhì)量為M的小鋼球沿著光滑的平臺自左向右運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)與靜止的小擺球m發(fā)生正碰,碰撞后擺球在繩的約束下作圓周運(yùn)動,且恰好能夠經(jīng)過最高點(diǎn)A,而小鋼球M做平拋運(yùn)動落在水平地面上的C點(diǎn)。測得B、C兩點(diǎn)間的水平距離DC=x,平臺的高度為h,不計(jì)空氣阻力,本地的重力加速度為g,請計(jì)算:

    1碰撞后小鋼球M做平拋運(yùn)動的初速度大小;

    2小球m經(jīng)過最高點(diǎn)A時(shí)的動能;

    3碰撞前小鋼球M在平臺上向右運(yùn)動的速度大小。

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    【題目】下列五幅圖涉及到不同的物理知識,其中說法正確的是

    A圖甲:原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成,而質(zhì)子和中子則由更小的微粒組成

    B圖乙:盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子

    C圖丙:用中子轟擊鈾核使其發(fā)生聚變……,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會釋放出巨大的核能

    D圖。浩绽士送ㄟ^研究黑體輻射提出能量子的概念,成為量子力學(xué)的奠基人之一

    E圖戊:玻爾理論指出氫原子能級是分立的,所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    【題目】X射線( 。
    A.不是電磁波
    B.具有反射和折射的特性
    C.只能在介質(zhì)中傳播
    D.不能發(fā)生干涉和衍射

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    【題目】如圖所示電路中,電源電動勢為E,電源內(nèi)阻為r,串聯(lián)的固定電阻為,滑動變阻器的總電阻為,電阻大小關(guān)系為,則在滑動觸頭從a端移動到b端的過程中,下列描述正確的是

    A. 固定電阻上消耗的功率先減小后增大

    B. 電源的輸出功率先減小后增大

    C. 電源的輸出功先增大后減小

    D. 滑動變阻器上消耗的功率先減小后增大

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    科目:高中物理 來源: 題型:

    【題目】做圓周運(yùn)動的物體所受到的合外力不一定等于向心力.____

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    同步練習(xí)冊答案