(16分)如图所示,半径R=0.8m的光滑圆弧轨道固定在水平地面上,O为该圆弧的圆心,轨道上方的A处有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块,小物块由静止开始下落后恰好沿切线进入圆弧轨道.此后小物块将沿圆弧轨道下滑,已知AO连线与水平方向的夹角θ=450,在轨道末端C点紧靠一质量M=3kg的长木板,木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因素μ=0.3,g=10m/s2.求:
(1)小物块刚到达C点的速度大小;
(2)小物块刚到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力;
(3)若长木板的长度为6m,要使小物块不滑出长木板,
则AO连线与水平方向的最大夹角α为多少?(用
反三角函数表示).
(1)(2) (3)
【解析】(1)小物块从A到C,根据机械能守恒有:
………………(3分)
解得(m/s)………………(1分)
(2)小物块刚到C点,由牛顿第二定律有:
………………(3分)
解得: ………………(1分)
(3)小物块由A到C,根据机械能守恒有:
………………(2分)
当小滑块刚好滑到长木板右端且有共同速度v′时满足题设条件,由动量守恒有
………………(2分)
由能量守恒定律得: ………(2分)
联立解得: ………………(2分)
本题考查的是机械能守恒定律的应用问题。小物块从A到C,机械能守恒,列方程求解;小物块刚到C点,由牛顿第二定律可以解出小物块刚到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力;小物块由A到C,机械能守恒,动量守恒。
科目:高中物理 来源: 题型:
(08年广东实验中学三模) (16分)如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz(x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上).匀强磁场方向与Oxy平面平行,且与x轴的夹角为,重力加速度为g.一质量为m、电荷量为的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0做匀速直线运动.
(1)求电场强度的最小值及对应的磁感应强度;
(2)若电场强度为最小值,当带电质点通过y轴上的点时,撤去匀强磁场,求带电质点落在oxz平面内的位置.
(3)现需求解在(2)中带电质点到达oxz平面内的速度大小,试说明能否运用机械能守恒定律求解.
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科目:高中物理 来源: 题型:
(共16分)如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计. 导轨所在平面与磁感庆强度B=5.0T的匀强磁场垂直。质量m=6.0×10-2kg、电阻r=0.5Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有阻值均为3.0Ω的电阻R1和R2。重力加速度取10m/s2,且导轨足够长,若使金属杆ab从静止开始下滑,求:
(1)杆下滑的最大速率vm;
(2)稳定后整个电路耗电的总功率P;
(3)杆下滑速度稳定之后电阻R2两端的电压U.
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科目:高中物理 来源: 题型:
(共16分)如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计. 导轨所在平面与磁感庆强度B=5.0T的匀强磁场垂直。质量m=6.0×10-2kg、电阻r=0.5Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有阻值均为3.0Ω的电阻R1和R2。重力加速度取10m/s2,且导轨足够长,若使金属杆ab从静止开始下滑,求:
(1)杆下滑的最大速率vm;
(2)稳定后整个电路耗电的总功率P;
(3)杆下滑速度稳定之后电阻R2两端的电压U.
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科目:高中物理 来源:2012-2013学年广东省汕头市金山中学高二10月月考物理试卷(带解析) 题型:计算题
(16分)、如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径为R。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E,现有一质量为m,带电荷量为q的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s =5R的位置A,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知该带电体所受电场力大小为重力的,重力加速度为g,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动刚刚经过圆弧形轨道的B点瞬间时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道从B到C的运动过程中,电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。
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科目:高中物理 来源:2014届广东省汕头市高二10月月考物理试卷(解析版) 题型:计算题
(16分)、如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径为R。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E,现有一质量为m,带电荷量为q的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s =5R的位置A,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知该带电体所受电场力大小为重力的,重力加速度为g,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动刚刚经过圆弧形轨道的B点瞬间时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道从B到C的运动过程中,电场力和摩擦力带电体所做的功各是多少。
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