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【题目】如图所示,小物块甲紧靠轨道BCD静置于光滑水平面上,轨道BCD由水平轨道CD及与CD相切于C的光滑圆弧轨道组成,圆弧轨道的半径为R。现将小物块乙(视为质点)从B点正上方到B点高度为RP点由静止释放,乙从B点沿切线方向进入圆弧轨道,恰好不会从水平轨道CD的左端D点掉落。已知甲、乙以及轨道BCD的质量相同,乙与CD间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度大小为g。求:

(1)乙通过C点时的速度大小v1

(2)CD的长度L以及乙在CD上滑行的时间t

(3)在乙从B点开始滑到D点的时间内,轨道BCD的位移大小x

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)设乙的质量为m,当乙滑到C点时,轨道与甲的共同速度大小为,系统水平方向动量守恒,有

由系统机械能守恒有

解得

(2)乙滑到C点后,轨道与甲分离,设轨道与乙速度相同时的速度大小为v,乙从C点滑到D点的过程中,对乙和轨道,由动量守恒定律和能量守恒定律分别有

解得

设乙从C点滑到D点的过程中的加速度大小为a,由牛顿第二定律有

乙从C点滑到D点的过程做匀减速直线运动,有

解得

(3)设乙从B点滑到C点的时间为,该过程轨道通过的距离为,系统水平方向动量守恒,有

设乙沿轨道C点运动到D点的过程中轨道通过的距离为,由动能定理有

经分析可知

解得

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,长为L的轻质木板放在水平面上,左端用光滑的铰链固定,木板中央放着质量为m的小物块,物块与板间的动摩擦因数为μ.用力将木板右端抬起,直至物块刚好沿木板下滑.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g

(1)若缓慢抬起木板,则木板与水平面间夹角θ的正切值为多大时物块开始下滑;

(2)若将木板由静止开始迅速向上加速转动,短时间内角速度增大至ω后匀速转动,当木板转至与水平面间夹角为45°时,物块开始下滑,则ω应为多大;

(3)(2)的情况下,求木板转至45°的过程中拉力做的功W

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则

A. t=0时,线圈平面平行于磁感线

B. t=1 s时,线圈中的电流改变方向

C. t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大

D. 一个周期内,线圈产生的热量为

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某电视台正在策划的快乐向前冲"节目的场地设施,如图所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,可以载人(人可看作质点)运动,下方水面上漂浮着一个直径为2m海绵的圆盘,平台边缘与圆盘的高度差H=3.2m.选手抓住悬挂器,按动开关,在电动机的带动下,从平台边缘正上方A点沿轨道做初速度为零,加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动起动后2s悬挂器脱落.(重力加速度为g=10m/s2

1)求人随悬挂器水平运动的位移和悬挂器脱落时人的速率;

2)若悬挂器脱落后,选手恰好落到圆盘的中心,求圆盘离平台水平距离L的大小;

3)求选手落到圆盘时的速度大小及速度与竖直方向夹角的正切值。

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【题目】某同学欲测量小木块与斜面间的动摩擦因数,其实验装置如图甲所示,光电门的位置BC可沿斜面移动,木块上固定有宽度为d的挡光窄片.物块在斜面上滑动时,光电门可以显示出挡光片的挡光时间.

1)用游标卡尺测量挡光片的宽度,其示数如图乙所示,则挡光片的宽度为_______mm

2)在A处用力推动物块,物块沿斜面下滑,依次经过BC,光电门12显示的时间分别为30 ms40 ms,则物块经过B处时的速度大小为______m/s(结果保留两位有效数字),经过C处时的速度大小为

______m/s(结果保留两位有效数字),比较物块经过BC处的速度大小可知,应________(选填增大减小)斜面的倾角,直至两光电门的示数相等.

3)正确调整斜面的倾角后,用刻度尺测得斜面的长度L和斜面顶端与底端的高度差h,则物块与斜面间的动摩擦因数可表示为μ=_______(用Lh表示).

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【题目】如图所示,以点电荷Q为圆心的圆上有BC两点,已知将正点电荷qA点移至B点,克服电场力做功为WW>0则(  )

A.Q为负电荷

B.将负电荷从C点移至A点,电势能增加

C.将正点电荷qB点沿圆周移至C点,电场力不做功

D.将正点电荷qC点沿直线移至A点,电场力做功大于W

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【题目】伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题,提出了这样的猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还运用实验验证了其猜想。物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案,设计了如图的装置,探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。

1)实验时,让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的)。改变滑块起始位置的高度,重复以上操作。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量________的。

次数

1

2

3

4

5

6

7

sm

4.5

3.9

3.0

2.1

1.5

0.9

0.3

VmL

90

84

72

62

52

40

23.5

5.6

5.5

5.8

5.5

5.6

5.6

5.4

2)如表是该小组测得的有关数据,其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,V为相应过程量筒收集的水量。分析表中数据,根据____,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。

3)本实验误差的主要来源有:水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于____等。(只要求写出一种)

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【题目】DIS系统定量研究物体的加速度a与作用力Fa与质量m之间的关系的实验中,先保持小车质量不变,改变盘中__________的质量,研究小车的加速度与外力的关系;然后保持砝码和盘的总质量不变,改变__________的质量,研究小车的加速度与质量的关系,这种实验方法叫做__________。在作用力F不变的情况下,从实验得到的数据画出的图线应该是一条__________线。

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【题目】图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251电阻R20ΩL1L2为规格相同的两只小灯泡S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S11S2闭合此时L2正常发光.下列说法正确的是(  )

图甲 图乙

A. 输入电压u的表达式u20sin 50π V

B. 只断开S2L1L2均正常发光

C. 只断开S2原线圈的输入功率增大

D. S1换接到2R消耗的电功率为0.8 W

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