【题目】如图所示,为半径的光滑圆弧轨道,下端恰好与小车右端平滑对接,小车质量,车长,现有一质量的滑块,由轨道顶端无初速释放,滑到端后冲上小车,已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数,当车运行了时,车被地面装置锁定。()。求:
(1)滑块刚到达端瞬间,轨道对它支持力的大小;
(2)车被锁定时,车右端距轨道端的距离;
(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小。
【答案】(1)30N;(2)1m;(3)6J
【解析】
(1)滑块从光滑圆弧轨道过程,只有重力做功,机械能守恒。经过端时由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,根据机械能守恒定律和牛顿第二定律求解轨道的支持力。
(2)根据牛顿第二定律分别求出滑块滑上小车后滑块和小车的加速度,由速度公式求出两者速度所经历的时间,再求解车被锁定时,车右端距轨道端的距离;
(3)从车开始运动到被锁定的过程中,系统损失的机械能转化为内能,求出滑块相对于小车滑动的距离,根据能量守恒定律求出内能。
(1)滑块从光滑圆弧轨道过程,根据机械能守恒定律得
解得
滑块经过端时,由牛顿第二定律得
解得
(2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律,对滑块有
解得
对小车有
解得
设经时间两者达到共同速度,则有
联立解得
由于,此时小车还未被锁定,两者的共同速度
两者以共同速度运动时间为
故车被锁定时,车右端距轨道端的距离
(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块相对小车滑动的距离
所以系统损失的机械能即产生的内能为
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【题目】如图甲所示是光电门传感器的示意图.它的一边是发射器,另一边是接收器,当光路被物体挡住的时候,它就开始计时,当光路再次恢复的时候,它就停止计时.这样就可以测出挡光片挡光的时间.某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球下落过程中机械能是否守恒的实验.实验装置如图乙所示,图中、为固定在同一竖直线上的两个光电门传感器,实验时让半径为的小球从某一髙度处由静止释放,让小球依次从、两个光电门传感器的发射器和接收器之间通过,测得挡光时间分别为、.为了证明小球通过、过程中的机械能守恒,还需要进行一些实验测量和列式证明.
(1)选出下列还需要的实验测量步骤(______)
A.测出、两传感器之间的竖直距离
B.测出小球释放时离桌面的高度
C.用秒表测出运动小物体通过、两传感器的时间
D.测出小球由静止释放位置与传感器之间的竖直距离
(2)如果能满足______关系式,即能证明小球通过、过程中的机械能是守恒的.
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【题目】图甲为一运动员(可视为质点)进行3米板跳水训练的场景,某次跳水过程中运动员的v—t图像如图乙所示,t=0是其向上起跳的瞬间,此时跳板位于平衡位置,t3=5.5t1,不计空气阻力,重力加速度取10m/s2。则( )
A.运动员入水时的速度大小为
B.运动员离开跳板后向上运动的位移大小为
C.运动员在水中向下运动的加速度大小为
D.运动员入水的深度为
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【题目】下列说法正确的是( )
A.氦原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道的过程,原子要吸收光子,电子的动能减少,原子的电势能增大
B.衰变成要经过4次α衰变和6次β衰变
C.发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D.原子核的比结合能越大,原子核越稳定
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【题目】如图所示,A为地球同步卫星,B为运行轨道比A低的一颗卫星,C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体,两颗卫星及物体C的质量都相同,关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较,下列关系式正确的是( )
A.vB>vA>vCB.
C.FB>FA>FCD.TA=TC>TB
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【题目】如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xoy面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E. 一质量为、带电量为的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d,不计粒子重力。
(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。
(2)若磁感应强度的大小为一定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0;
(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。
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【题目】A、B为电场中一直线上的两个点,带正电的点电荷只受电场力的作用,从A点以某一初速度做直线运动到B点,其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示.则从A到B过程中,下列说法正确的是( )
A. 点电荷的速度先增大后减小
B. 空间电场是某负点电荷形成的
C. 电荷所受电场力先减小后增大
D. 空间各点的电势先升高后降低
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【题目】利用金属晶格(大小约)作为障碍物观察电子的衍射图样,方法是让电子束通过电场加速后,照射到金属晶格上,从而得到电子的衍射图样.已知电子质量为,电荷量为,初速度为0,加速电压为,普朗克常量为,则下列说法中正确的是( )
A.该实验说明了电子具有波动性
B.实验中电子束的德布罗意波的波长为
C.加速电压越大,电子衍射现象越明显
D.若用相同动能的质子替代电子,衍射现象将更加明显
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【题目】如图所示,质量M=kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连。今用跟水平方向成α=300角的力F=N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2。求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。
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