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【题目】如图所示,BCDG 是光滑绝缘的 3/4 圆形轨道,位于竖直平面内轨道半径为 R,下端 与水平绝缘轨道在 B 点平滑连接整个轨道处在水平向左的匀强电场中现有一质量为 m、 带正电的小滑块可视为质点置于水平轨道上滑块受到的电场力大小为 3mg/4,滑块与水平轨道间的动摩擦因数ì = 0.5,重力加速度为 g。求:

(1)若滑块从水平轨道上距离 B s=3R A 点由静止释放滑块到达与圆心等高的 C 点时速度为多大?

(2)求滑块在圆形轨道上能达到的最大速度值以及在最大速度位置处滑块对轨道作用力 的大小

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)对滑块由AC的过程应用动能定理求解;(2)分析滑块在圆轨道上的受力情况,求得速度最大的位置,然后由动能定理求得最大速度;再根据牛顿第二定律求得支持力,即可由牛顿第三定律求得滑块对轨道的作用力

(1)滑块从AC的过程只有重力、电场力、摩擦力做功,设滑块到达C点时的速度为

对滑块由AC的过程应用动能定理可得:

解得:

(2)滑块在圆轨道上受重力、电场力、支持力作用,故当滑块在与圆轨道上径向与重力和电场力合力方向一致时,滑块速度最大, 重力和电场力的合力方向与竖直方向成如图所示:

故对滑块从A到最大速度的过程应用动能定理可得:

解得:滑块在圆形轨道上能达到的最大速度

对滑块在P点应用牛顿第二定律可得:

联立得:滑块受到轨道支持力

由牛顿第三定律可得:在最大速度位置处滑块对轨道作用力

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】图中给出一段“S”形单行盘山公路的示意图弯道1弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧圆心分别为O1O2弯道中心线半径分别为r110 mr220 m弯道2比弯道1h12 m有一直道与两弯道圆弧相切质量m1 200 kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25行驶时要求汽车不打滑(sin 37°0.6sin 53°0.8g10 m/s2)

(1)求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度v1

(2)汽车以v1进入直道P30 kW的恒定功率直线行驶了t8.0 s进入弯道2此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功

(3)汽车从弯道1A点进入从同一直径上的B点驶离有经验的司机会利用路面宽度用最短时间匀速安全通过弯道设路宽d10 m求此最短时间(AB两点都在轨道的中心线上计算时视汽车为质点 )

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某汽车在启用ABS刹车系统和不启用ABS刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如图中的甲、乙图线所示。紧急刹车过程中

A. 0~t1,启用ABS的平均速度比不启用ABS的小些

B. 0~t1,启用ABS的加速度比不启用ABS的大些

C. 0~t2,启用ABS的平均速度比不启用ABS的大些

D. t1t2,启用ABS的加速度比不启用ABS的小些

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,为探究加速度与力、质量的关系实验装置图。图中A为小车,B为砝码及砝码盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电火花打点计时器相连,计时器接50Hz交流电。小车A的质量为m1,砝码及砝码盘B的质量为m2

1】下列说法正确的是

A. 每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力

B. 实验时应先释放小车后接通电源

C. 本实验m2应远大于m1

D. 在用图象探究加速度与质量关系时,应作a-图象

2】实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测

量得到的a- F图像,可能是图中的图线 (选填

”)

3】如图所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小 m/s2。(结果保留二位有效数字)

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【题目】如图,水平放置的平行金属板 A、B,间距为 d,板长为 4d.现有一电荷量为 q、质量为 m 带负电的质点沿两板中心线以某一初速度水平射入,当两板间加上某一恒定电压时, A 板接 正极时,该质点就沿两板中心线射出; A 板接负极时,该质点就射到 B 板距左端为 d C . 质点重力不能忽略,重力加速度为 g,空气阻力不计.:

(1)所加恒定电压的大小; (2)质点射入两板时的初速度;

(3) A 接正极时,为使该带电质点能够从两板间射出,求两板所加电压 U 的范围.

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【题目】如图所示,足够长的长木板AB质量M=2 kg在水平地面上,可视为质点的木块质量m=1 kg在长木板的左端A处,木块与长木板保持相对静止一起向右运动,当右端B经过地面上O点时速度为v0=5 m/s,长木板与P点处的挡板瞬间碰撞后立即以原速率反向弹回,而木块在此瞬间速度不变。已知O点与P点间距离x0=4.5m,木板与地面间动摩擦因数μ1=0.1,木块与长木板间动摩擦因数μ2=0.4,g10 m/s2

(1)求长木板碰挡板时的速度v1的大小;

(2)当木块与挡板的距离最小时,木块与长木板左端A之间的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】O为地球球心,半径为R的圆是地球赤道,地球自转方向如图所示,自转周期为T,观察站A有一观测员在持续观察某卫星B,某时刻观测员恰能现察到卫星B从地平线的东边落下,经的时间,再次观察到卫星B从地平线的西边升起.已知∠BOB′=α,地球质量为M,万有引力常量为G,则(  )

A. 卫星B绕地球运动的周期为

B. 卫星B绕地球运动的周期为

C. 卫星B离地表的高度为

D. 卫星B离地表的高度为

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【题目】如图,足够长的水平传送带以恒定速率运行。将一滑块从传送带左端由静止轻轻放上传送带,滑块将先加速运动一段距离,滑块与传送带间的滑动摩擦力记作f。下列判断正确的是(  )

A. 传送带功率始终不变

B. 摩擦力f对物块所做的功等于滑块增加的动能

C. 摩擦力f对滑块和传送带所做的总功等于传送带输出的机械能

D. 传送带克服摩擦力f所做的功等于滑块与传送带接触面上摩擦产生的热

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】对下列概念、公式的理解,正确的是(

A. 根据E=F/q可知,电场中某点的电场强度和检验电荷的电荷量q成反比

B. 根据U=Ed可知,匀强电场中两点间电势差等于场强与两点间距离的乘积

C. 根据W=Uq可知,一个电子在电势差为1V的两点间被电场加速,电场力做功为1eV

D. 根据U=W/q可知,电场中两点间的电势差U与电场力做功W成正比,与电量q成反比

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