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【题目】如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道ABAB的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上,可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落,恰好落入小车圆弧轨道,并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg,物块的质量为m=1kg,物块与小车水平部分间的动摩擦因数μ= 0.5,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,重力加速度g=10m/s2。求:

1)物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小;

2)物块和小车最终速度v的大小及此过程产生的热量Q

3)物块最终距离B点的距离x

【答案】(1)3m/s,55N(2)0.5m/s,3.75J(3)0.75m

【解析】

(1)从物块开始下落到物块到达B点过程,由机械能守恒定律得

mgH+R=

代入数据解得

vB=3m/s

B点,由牛顿第二定律得

FN-mg =m

FN=55N

(2)小车离开墙壁后小车与物块组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得

mvB=M+mv

解得

v=0.5m/s

由能量守恒定律得

- =Q

Q=3.75J

(3)系统产生的热量

Q=fx=μmgx

x=0.75m

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用单摆测定重力加速度的实验装置如下图所示。

1)组装单摆时,应在下列器材中选用__________(选填选项前的字母)。

A.长度为1 m左右的细线

B.长度为30 cm左右的细线

C.直径为1.8 cm的塑料球

D.直径为1.8 cm的铁球

2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=_______(用Lnt表示)。

3)下表是某同学记录的乙组实验数据,并做了部分计算处理。

组次

1

2

3

摆长L/cm

80.00

90.00

100.00

50次全振动所用的时间t/s

90.0

95.5

100.5

振动周期T/s

1.80

1.91

重力加速度g/(ms-2)

9.74

9.73

请计算出第3组实验中的T=________sg=___________

4)用多组实验数据做出图像,也可以求出重力加速度g,已知三位同学做出的图线的示意图如下图中的abc所示,其中ab平行,bc都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是_________(选填选项前的字母)。

A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L

B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50

C.图线c对应的g值小于图线b对应的g

5)同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如下图所示,由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点OA点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变OA间细线长度以改变摆长。实验中,当OA间细线的长度分别为时,测得相应单摆的周期为。由此可得重力加速度g=__________(用表示)。

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【题目】在一闭合电路中,电源的电动势E、内阻r均保持不变,当外电阻R变化时,下列说法中,正确的是

A.因为,所以R增大时,路端电压增大

B.因为,所以电流I增大时,路端电压减小

C.因为,当R增大时,I减小,所以路端电压不变

D.因为,所以当外电路切断时,路端电压为零

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【题目】如图所示,图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图,P是平衡位置在x= 0.5m处的质点,Q是平衡位置在x =2m处的质点;图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是(

A.这列波沿x轴正方向传播B.这列波的传播速度为2m/s

C.t=0.15sP的加速度方向与速度方向相同D.t=0.10st=0.15sP通过的路程为10cm

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【题目】某同学用如图甲所示的实验装置来探究aFm之间的定量关系

1)实验时,必须先平衡小车与木板之间的摩擦力。该同学是这样操作的:如图乙,将小车静止地放在水平长木板上,并连着已穿过打点计时器的纸带,调整木板右端的高度,接通电源,用手轻拨小车,让打点计时器在纸带上打出一系列___的点,说明小车在做___运动。

2)如果该同学先如(1)中的操作,平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F,在小车质量M保持不变情况下,不断往桶里加砂,砂的质量最终达到M,测小车加速度a,作aF的图象。如图丙图线正确的是___

3)设纸带上计数点的间距为s1s2。下图为用米尺测量某一纸带上的s1s2的情况,从图中可读出s13.10cms2__cm,已知打点计时器的频率为50Hz,由此求得加速度的大小a___m/s2

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【题目】如图所示,斜面体放在水平地面上,AB两个长方体物块叠放在斜面上,用跨过滑轮的细绳将物块B与物块C连接,滑轮左侧细绳与斜面平行,斜面体和各物体均静止,各接触面均粗糙。下列说法正确的是

A.物块B与斜面体间一定有摩擦力

B.斜面体与水平地面间无摩擦力

C.斜面体对物块B的摩擦力大小可能等于物块C的重力

D.物块A对物块B的摩擦力方向一定沿接触面向上

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【题目】一个长度为4 m、倾角为37°的斜面AB在水平面上固定不动,斜面低端与水平面平滑连接,物块经过B点时速度大小不变。将物块从斜面顶端A点由静止释放,运动到C点后停下。已知物块在水平面上的位移为1 m,物块与水平面间的动摩擦因数为0.8,取g=10m/s2.

(1)物块经过B点的速度大小;

(2)物块在斜面上运动的时间;

(3)物块在C点获得多大向左的速度可以沿斜面向上运动1m

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【题目】如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为,粒子在MN时加速度大小分别为,速度大小分别为,电势能分别为下列判断正确的是

A. B.

C. D.

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【题目】如图所示,足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同,处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中,电场强度和磁感应强度的大小分别为EB,一个质量为m,电荷量为+q的小球从静止开始沿管下滑,下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x,运动时间t之间的关系图像中正确的是( )

A. B.

C. D.

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