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【题目】如图所示,光滑水平面上有一质量M=40kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=10m的水平轨道,水平轨道左侧是一半径R=025m的1/4光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=10kg的小物块可视为质点紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=05整个装置处于静止状态现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A不考虑小物块与轻弹簧碰撞时的能量损失,不计空气阻力,取g=10m/s2求:

1解除锁定前弹簧的弹性势能;

2小物块第二次经过O′点时的速度大小;

3小物块与车最终相对静止时距O′点的距离

【答案】175J220m/s305m

【解析】

试题分析:1平板车和小物块组成的系统,水平方向动量守恒,解除锁定前,总动量为零,故小物块到达圆弧最高点A时,二者的共同速度v=0

设弹簧解除锁定前的弹性势能为Ep,上述过程中系统能量守恒,则有

Ep=mgR+μmgL

代入数据解得 Ep=75J

2设小物块第二次经过O'时的速度大小为vm,此时平板车的速度大小为vM,研究小物块在平板车圆弧面上的下滑过程,由系统动量守恒和机械能守恒有0=mvm-MvM

mgRmvm2+MvM2

代入数据解得 vm=20m/s

3最终平板车和小物块相对静止时,二者的共同速度为0

设小物块相对平板车滑动的路程为S,对系统由能量守恒有

Ep=μmgS

代入数据解得S=15m

则距O'点的距离x=S-L=05m

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,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在轻弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁,处于静止状态;弹簧处于竖直。现用力F沿斜面向上推A,但AB仍处于静止状态。下列说法正确的是

A. 施加F前,B可能受6个力

B. 施加F后,AB之间的摩擦力一定变小

C. 施加F后,B受到弹簧的弹力可能变小

D. 施加F之后,B与墙之间的摩擦力一定小于F

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【题目】甬温线永嘉站至温州南站间,北京南至福州的D301次列车与杭州至福州南的D3115次列车发生追尾事故,造成动车组运行以来的特重大铁路交通事故。事故发生前D3115次列车正以36 km/h的速度匀速行驶,而D301次列车驶离永嘉站后,经过2分钟车速达到216 km/h后,便开始匀速行驶。不幸的是几分钟后就发生了追尾事故。(认为列车运行轨道为平直的)

(1)如果认为D301次列车以恒定加速度由静止驶离永嘉站,求D301的启动加速度大小和加速距离。

(2)已知列车紧急制动的加速度大小为5 m/s2D301正常行驶后,为了避免事故发生,应在距离D3115至少多远处开始刹车才有可能避免事故发生?

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【题目】水平面上两列横波发生干涉,用实线表示波峰,虚线表示波谷,画出t=0时刻的俯视图,如图所示,已知两波的波长都是0.2m,波速为1m/s,振幅为1cm,则:

A. 图示时刻,A、B两点间的竖直高度差为2cm

B. 图示时刻,C点正在向下运动

C. t=0.05s时,A点处于平衡位置

D. t=0.05s时,B点处于平衡位置

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【题目】关于做平抛运动的物体,正确的说法是( )

A. 加速度始终不变 B. 速度始终不变

C. 受力始终与运动方向垂直 D. 受力始终与运动方向平行

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【题目】如图所示,一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动。一长L0.8 m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量0.2 kg的小球。当小球在竖直方向静止时,球对水平桌面的作用力刚好为零。现将球提起使细绳处于水平位置时无初速释放。当小球摆至最低点时,细绳恰好被拉断,此时小球恰好与放在桌面上的质量0.8 kg的小球正碰,碰后2 m/s的速度弹回, 将沿半圆形轨道运动。两小球均可视为质点,取g=10 m/s2。求:

1)细绳所能承受的最大拉力为多大?

2在半圆形轨道最低点C点的速度为多大?

3)为了保证在半圆形轨道中运动时不脱离轨道,试讨论半圆形轨道的半径R应该满足的条件。

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【题目】利用如图(a)所示电路可以测量金属丝的电阻率ρ,所用的实验器材有:

待测的粗细均匀的电阻丝、电流表(量程0.6 A,内阻忽略不计)

电源(电动势3.0 V,内阻r未知)、保护电阻(R04.0 Ω)

刻度尺、开关S、导线若干、滑片P

实验步骤如下:

①用螺旋测微器测得电阻丝的直径d如图(b)所示。

②闭合开关,调节滑片P的位置,分别记录每次实验中aP长度x及对应的电流值I

③以为纵坐标,x为横坐标,作x图线(用直线拟合)

④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b

回答下列问题:

(1)螺旋测微器示数为d ________mm

(2)用题中字母可求得x满足的关系式为________

(3)实验得到的部分数据如下表所示,其中aP长度x0.30 m时电流表的示数如图(a)所示,读出数据,完成下表。①________________

x(m)

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

I(A)

0.49

0.43

0.33

0.31

0.28

(A1)

2.04

2.33

3.03

3.23

3.57

(4)在图(b)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k______1·m1,截距b________A1(保留两位小数)

(5)根据图线求得电阻丝的电阻率ρ _______Ω·m,电源的内阻为r ________Ω(保留一位小数)

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【题目】如图,在一棵大树下有张石凳子,上面水平摆放着一排香蕉。小猴子为了一次拿到更多的香蕉,它紧抓住软藤摆下,同时树上的老猴子向上拉动软藤的另一端,使得小猴子到达石凳子时保持身体水平向右方向运动。已知老猴子以恒定大小的速率v拉动软藤,当软藤与竖直方向成θ角时,小猴子的水平运动速度大小为( )

A. vcosθ B. vsinθ C. D.

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【题目】中国运动员参加奥运蹦床比赛,取得骄人的成绩.运动员从接触蹦床至运动到最低点的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )

A. 运动员的机械能先增大后减小

B. 运动员的动量先减小后增大

C. 运动员所受重力的冲量小于运动员所受弹力的冲量

D. 只有重力和蹦床弹力对运动员做功,运动员的机械能守恒

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