精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示,长L=1.25m的一段水平直轨道BC与倾角θ=37°的足够长斜面CD相连,B点正上方的固定点O悬挂一长为r=0.2m的轻绳轻绳另一端拴一质量为m1=3kg的小球。现将轻绳拉直,使小球自与O点等高的A点以竖直向下的初速度v0=4m/s发出,运动至最低点时恰好与静止在B点的质量m2=1kg的小物块发生碰撞,已知小球与小物块碰撞时间极短且碰撞前后两者总动能不变,碰后小物块在B点立即获得动能,该动能占两者总动能的75%,两者速度均沿BC方向。小物块与水平轨道的动摩擦因数为=0.8,sin37°=0.6。

(1)求小球在碰前瞬间对绳的拉力大小F;

(2)通过计算判断:小球在碰后能否做竖直面内完整的圆周运动

(3)碰撞后,小物块将沿水平轨道运动,并从C点水平抛出后落到斜面上的P点,求CP距离。

【答案】(1)330N (2)不能 (3)4.69m

【解析】

(1)设小球刚达到B点时的速度为v1,小球从AB的过程,由机械能守恒得:

B点绳对小球的拉力设为F,则

解得:

由牛顿第三定律得:小球对绳的拉力

(2)设碰后小球的动能为

则:

解得:

设小球恰好过最高点的速度为v,则

以水平面为零势能面,小球能完成圆周运动所具有的机械能至少为E

解得:E=15J

因为,所以小球在碰后不能做竖直面内完整的圆周运动;

(3)设碰后小物块的速度为v2,由已知得:

设小物块运动到C点的速度为v3,小物块从BC的过程,由动能定理得:

解得:

则有

平抛过程:

代入数据解得:x=3.75m

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一质点在同一直线上做匀变速运动,初速度大小为3m/s,2s后末速度大小变为6m/s,则下列判断正确的是( )

A. 经过3s,速度变化量的大小一定大于3m/s

B. 经过3s,质点运动位移大小可能小于3m

C. 质点运动的加速度大小一定大于5m/s2

D. 质点运动的加速度大小一定小于5m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,质量mA0.8kg、带电量q=-4×103CA球用长度l =0.8m的不可伸长的绝缘轻线悬吊在O点,O点右侧有竖直向下的匀强电场,场强E5×103N/C.质量mB=0.2kg不带电的B球静止在光滑水平轨道上,右侧紧贴着压缩并锁定的轻质弹簧,弹簧右端与固定挡板连接,弹性势能为3.6 J.现将A球拉至左边与圆心等高处释放,将弹簧解除锁定,B球离开弹簧后,恰好与第一次运动到最低点的A球相碰,并结合为一整体C,同时撤去水平轨道.ABC均可视为质点,线始终未被拉断,g10m/s2.求:

(1)碰撞过程中A球对B球做的功;

(2)碰后C第一次离开电场时的速度;

(3)C每次离开最高点时,电场立即消失,到达最低点时,电场又重新恢复,不考虑电场瞬间变化产生的影响,求C每次离开电场前瞬间绳子受到的拉力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】探究电磁感应的产生条件实验中,采用如图甲所示的装置进行实验。

①请用笔画线代替导线在答题卷相应位置将图甲连线补充完整,确保实验现象明显_________

②某小组电路连接正确后,在滑动变阻器滑片持续向右移动的过程中,发现灵敏电流计的指针持续向右偏,则当开关闭合时,灵敏电流计的指针将___________-。

A.向左偏一下 B.向右偏一下 C.持续向左偏 D.持续向右偏

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,坐标原点O处有一正离子源,其在单位时间内发出N个离子,离子的质量为m,电荷量为q,速度大小为v,发射方向在第一象限与+x方向夹角45°。“形物体的ab边和bc边的长度均为d且相互垂直,端点a、c的连线与x轴平行,在整个三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。初始时a端坐标为(0,d),现使形物体沿-y方向缓慢平移,平移的过程中a端点始终在y轴上,直至a、c的连线与x轴重合,在此过程中磁场区域随物体同步平移且磁感应强度保持不变。忽略离子间的相互作用。

(1)若磁感应强度B=,求在缓慢平移全过程中,bc边被离子直接打中的区域(不考虑离子撞击后的反弹);

(2)在缓慢平移全过程中,若所有离子均打到形物体上,求磁感应强度的取值范围;

(3)若磁感应强度取(2)中的最大值,形物体位于某处时,从O点发出的离子进入磁场的ac边界做圆周运动后恰好能垂直撞击ab边上的P1点,求此时形物体a端的坐标。若离子每次撞击ab边后均能反向弹回,弹回的速度大小均是该位置撞击前速度大小的0.2倍,离子在P1点碰撞之后与ab边发生多次碰撞,之后的碰撞点依次记为P2,P3,P4……求第n个碰撞点Pn所受的撞击力大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,物体A用轻质细绳与圆环B连接,圆环固定在竖直杆MN上。现用一水平力F作用在绳上的O点,将O点缓慢向左移动,使细绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大。关于此过程,下列说法中正确的是

A. 水平力F逐渐增大

B. 物体A的合力逐渐增大

C. OB的弹力逐渐减小

D. 环对杆的摩擦力逐渐减小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】验证机械能守恒定律的实验采用重锤自由下落的方法

(1)用公式mv2mgh时,从所打下的5条纸带选取其中一条纸带,以下说法正确的是______

A.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近1mm

B.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近1cm

C.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近2mm

D.选取的纸带应满足第一、二两点间距应接近2cm

(2)在本实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记作O,另选连续的4个点ABCD作为测量的点。图中所示数据均为各点到O点的距离,则记录C点时,重锤的动能EkC__________,从开始下落起至C点,重锤的重力势能变化量ΔEp_________________。(计算结果均保留3位有效数字)

(3)根据纸带算出的相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的v2h图线应是下图中的___________

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】火箭发射回收是航天技术的一大进步如图所示火箭在返回地面前的某段运动可看成先匀速后减速的直线运动最后撞落在地面上不计火箭质量的变化(  )

A. 火箭在匀速下降过程中机械能守恒

B. 火箭在减速下降过程中携带的检测仪器处于失重状态

C. 火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化

D. 火箭着地时火箭对地的作用力大于自身的重力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示的装置,用两根细绳拉住一个小球,两细绳间的夹角为θ,细绳AC呈水平状态。现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动,共转过90°。在转动的过程中,CA绳中的拉力F1CB绳中的拉力F2的大小发生变化,正确的是(

A. F1先变小后变大

B. F1先变大后变小

C. F2逐渐减小

D. F2先增大后减小

查看答案和解析>>

同步练习册答案