练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    5．如图所示，AB是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，BC的长度为L，C点在水平地面的垂直投影为C′，CC′的高度为h．一小物块（可视为质点）Q从轨道上的A点由静止释放，最后落在D点，C′D的距离为s．重力加速度为g，不计空气阻力．求：
    （1）物块Q经过B点时对轨道的压力；
    （2）在物块Q从B运动到C的过程中，摩擦力对物块做的功；
    （3）物块Q与平板P之间的动摩擦因数．

    分析 （1）物块Q从A到B的过程，运用动能定理可求得物块经过B点的速度．在B点，由牛顿定律和向心力知识可求得物块对轨道的压力．
    （2）物块离开C点后做平抛运动，根据高度和水平距离可求得物块经过C点的速度．再对从B到C的过程，运用动能定理求出摩擦力对物块做的功．
    （3）结合上题的结果，由摩擦力公式求动摩擦因数．

    解答 解：（1）从A到B，由动能定理得：mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$-0
    在B点，由牛顿第二定律得：FN-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$
    联立解得：vB=$\sqrt{2gR}$，FN=3mg
    根据牛顿第三定律可得，物块对轨道的压力大小为3mg，方向竖直向下．
    （2）离开C后，物块做平抛运动；
    水平方向：s=vCt
    竖直方向：h=$\frac{1}{2}$gt2
    物块在C点的动能：EKC=$\frac{1}{2}$mvC2
    解得：EKC=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$
    从B到C过程中，由动能定理得摩擦力做功为：Wf=$\frac{1}{2}$mvC2-$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$-mgR
    （3）从B到C过程中，由Wf=-μmgL得：μ=$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$
    答：（1）物块Q经过B点时对轨道的压力是3mg，方向竖直向下；
    （2）在物块Q从B运动到C的过程中，摩擦力对物块做的功是$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$-mgR；
    （3）物块Q与平板P之间的动摩擦因数是$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$．

    点评 本题关键是分析清楚滑块的运动规律，然后分阶段应用动能定理、平抛运动的分运动规律列式求解，本题提供了一种测定动摩擦因数的方法，在以后的实验设计中可供参考．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞（　　）
    A．下落的时间越长B．下落的时间越短C．落地时速度越大D．落地时速度越小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．两个质量相同的物体从同一高度自由落下，与水平地面相碰后，一个反弹回原高度的$\frac{1}{2}$，另一个反弹回原高度的$\frac{1}{3}$，则哪一个物体给地面的冲量大？请你计算说明．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．如图①所示，高空滑索是一种勇敢者的运动项目．如果一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动，在下滑过程中可能会出现如图②和如图③所示的两种情形．不计空气阻力，则下列说法不正确的是（　　）
    A．图②的情形中，人只能匀加速下滑
    B．图②的情形中，钢索对轻环的作用力大小为$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg
    C．图③的情形中，钢索对轻环无摩擦力
    D．图③的情形中，人匀速下滑

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起另受到一恒力的作用，此后，该质点的动能可能（　　）
    A．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
    B．先逐渐减小至零，再逐渐增大
    C．一直增大
    D．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．在下列叙述中，正确的是（　　）
    A．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
    B．康普顿效应说明光具有波动性
    C．玛丽•居里最早发现了天然放射现象
    D．重核裂变和轻核聚变都会发生质量亏损释放核能

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．如图，一内壁光滑的竖直圆弧轨道，半径R=0.4m，与倾斜角为60°的固定斜面相切于B点，圆弧的最高点C恰好在圆心O的正上方．在斜面上有一弹簧，一端固定在挡板上，另一端与质量为0.2kg的物块（可视为质点）接触但不连接，现压缩弹簧使物块到A点，然后释放，物块恰好能运动到C点．AB长L=$\sqrt{3}$m，物块与斜面的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，g=10m/s2．求：
    （1）物块经过B点时的速度大小；
    （2）物块经过圆弧轨道的B点时对轨道的压力大小；
    （3）物块在A点时弹簧的弹性势能是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    14．总长为L的气缸用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为l0，如图1所示，现将气缸按图2竖直放置，已知大气压强为P0，活塞横截面积为S，它与气缸之间无摩擦且不漏气，气体温度T0保持不变，求：
    （ⅰ）气缸竖直放置时空气柱长度；
    （ⅱ）气缸开口向上竖直放置时，若将密闭气体缓慢加热，活塞刚好到达气缸开口端，求密闭气体温度T．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律．钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB．用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，钢球直径为D，当地的重力加速度为g．
    （1）用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为D=0.950cm．
    （2）要验证机械能守恒，只要比较D．
    A．D2（$\frac{1}{{t}_{A}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{B}^{2}}$）与gh是否相等
    B．D2（$\frac{1}{{t}_{A}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{B}^{2}}$）与2gh是否相等
    C．D2（$\frac{1}{{t}_{B}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{A}^{2}}$）与gh是否相等
    D．D2（$\frac{1}{{t}_{B}^{2}}$-$\frac{1}{{t}_{A}^{2}}$）与2gh是否相等
    （3）钢球通过光电门的平均速度＜（选填“＞”或“＜”）钢球球心通过光电门的瞬时速度．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案