【題目】某中學(xué)物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽,比賽路徑如圖所示.可視為質(zhì)點的賽車從起點A出發(fā),沿水平直線軌道運動L后,由B點進(jìn)入半徑為R的光滑豎直半圓軌道,并通過半圓軌道的最高點C,才算完成比賽.B是半圓軌道的最低點,水平直線軌道和半圓軌道相切于B點.已知賽車質(zhì)量m=0.5kg,通電后以額定功率P=2W工作,進(jìn)入豎直圓軌道前受到的阻力恒為Ff=0.4N,隨后在運動中受到的阻力均可不計,L=10.00m,R=0.4m,(g取10m/s2).求:
(1)要使賽車能通過C點完成比賽,通過C點的速度至少多大?
(2)賽車恰能完成比賽時,在半圓軌道的B點時對軌道的壓力是多大?
(3)要使賽車完成比賽,電動機(jī)從A到B至少工作多長時間?
【答案】(1)要使賽車能通過C點完成比賽,通過C點的速度至少為2m/s;
(2)賽車恰能完成比賽時,在半圓軌道的B點時對軌道的壓力是30N;
(3)要使賽車完成比賽,電動機(jī)從A到B至少工作4.5s.
【解析】
試題分析:(1)恰好經(jīng)過最高點時,重力恰好充當(dāng)向心力,根據(jù)向心力公式可求得C點時的速度;
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的最小速度,根據(jù)動能定理求出B點的最小速度,從而通過牛頓第二定律求出最低點B的最小支持力,得出賽車對半圓軌道B點的最小壓力.
(3)抓住功率不變,根據(jù)水平面上的運動運用動能定理,求出電動機(jī)工作的最少時間.
解:(1)當(dāng)賽車恰好過C點時,由牛頓第二定律
有:mg=m
解得vC===2m/s
(2)對賽車從B到C由機(jī)械能守恒定律得:
mvB2=mvB2+mg2R
賽車在B處有:FN﹣mg=m
解得:F=6mg=6×5=30N.
由牛頓第三定律知,對軌道的壓力大小等于30N
(3)對賽車從A到B由動能定理得:
Pt﹣FfL=mvB2
解得:t=4.5s
答:(1)要使賽車能通過C點完成比賽,通過C點的速度至少為2m/s;
(2)賽車恰能完成比賽時,在半圓軌道的B點時對軌道的壓力是30N;
(3)要使賽車完成比賽,電動機(jī)從A到B至少工作4.5s.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,AB是真空中的兩塊相距為的平行金屬板,兩板間電壓。O、P分別為AB板上正對的兩個小孔,在B板右側(cè)有足夠長傾斜放置的擋板EF,擋板與豎直方向的夾角=30°。已知小孔P到擋板的水平距離PD=0.5m。某一質(zhì)量,電荷量的粒子,從小孔O由靜止開始向B板運動,經(jīng)小孔P水平射出打到擋板上,不計粒子重力。
(1)求粒子從小孔O運動到擋板上的D點所用的時間。
(2)如果在B板右側(cè)至EF區(qū)域加上豎直向下的勻強(qiáng)電場,粒子仍能打到擋板上,求所加電場的最大值。
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【題目】如圖所示,實線是一列簡諧橫波在t1=0時刻的波形,虛線是這列波在t2 =1.5 s時刻的波形,這列波的周期T符合2T<t2-t1<3T,求:
(1)若波速向右,波速多大?
(2)若波速向左,波速多大?
(3)若波的周期大小沒有限制條件,如果波速大小為34 m/s,波速方向如何?
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【題目】如圖所示,電子由靜止開始經(jīng)加速電場加速后,沿平行于版面的方向射入偏轉(zhuǎn)電場,并從另一側(cè)射出。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,加速電場電壓為。偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強(qiáng)電場,極板間電壓為U,極板長度為L,板間距為d。
(1)忽略電子所受重力,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度v0和從電場射出時沿垂直板面方向的偏轉(zhuǎn)距離Δy;
(2)分析物理量的數(shù)量級,是解決物理問題的常用方法。在解決(1)問時忽略了電子所受重力,請利用下列數(shù)據(jù)分析說明其原因。已知,,,,。
(3)極板間既有靜電場也有重力場。電勢反映了靜電場各點的能的性質(zhì),請寫出電勢的定義式。類比電勢的定義方法,在重力場中建立“重力勢”的概念,并簡要說明電勢和“重力勢”的共同特點。
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【題目】半徑為R的玻璃半圓柱體,橫截面如圖所示,圓心為O。兩條平行單色紫光沿截面射向圓柱面,方向與底面垂直,光線1的入射點A為圓柱的頂點,光線2的入射點為B,∠AOB=60°,已知該玻璃對紫光的折射率為n=,求:
(1)求兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離d;
(2)若入射的是單色藍(lán)光,則距離d′將比上面求得的d大還是小。
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【題目】質(zhì)量為5kg的物體從距地面20m高處自由下落,(不計空氣阻力,g=10m/s2).求:
(1)物體落地時的速度?
(2)這一過程重力做了多少功?是正功還是負(fù)功?重力勢能改變了多少?是增加還是減少?
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【題目】一顆質(zhì)量為m=10g的子彈速度為v1=500m/s,擊穿一塊d=5cm厚的勻質(zhì)木板后速度變?yōu)関2=400m/s,設(shè)在擊穿過程中子彈所受到的阻力f恒定,這顆子彈在木板中所受的阻力多大?還能擊穿多少塊同樣的木板?
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【題目】2016年世界中學(xué)生五人制足球錦標(biāo)賽落下帷幕,代表中國參賽的河南男隊和河北女隊取得了優(yōu)異成績。五人制足球的賽場長40 m,寬20 m,如圖所示。在比賽中,攻方隊員在中線附近突破防守隊員,將足球沿邊路向前踢出,足球的運動可視為在地面上做初速度為v1=6 m/s的勻減速直線運動,加速度大小為a1=1 m/s2。該隊員將足球踢出后立即由靜止啟動追趕足球,他的運動可看作是勻加速直線運動,最大加速度為a2=1 m/s2,能達(dá)到的最大速度為v2=4 m/s。該隊員至少經(jīng)過多長時間能追上足球?
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【題目】勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定一只質(zhì)量為m的小球,向下壓小球后從靜止釋放,小球開始做簡諧運動。該過程小球的最大加速度是2.8g(g為重力加速度)。求:
(1)簡諧運動的振幅大小A;
(2)當(dāng)小球運動到最低點時,小球?qū)椈蓮椓的大小和方向;
(3)若彈簧原長為L,則振動過程中彈簧的最大長度L′是多少?
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