精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示,质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上,从离地h高处以一定初速度向上运动,运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力.小环能达到的最大高度为3h,求:

(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中,重力做功和摩擦力做功分别为多少?

(2)在高中我们定义由相互作用的物体的相对位置决定的能量叫势能,如相互吸引的物体和地球,其相对位置关系决定重力势能.对比(1)问中两力做功,说明为什么不存在与摩擦力对应的摩擦力势能的概念.

(3)以地面为零势能面.从出发至小环落地前,小环的机械能E随路程s的变化关系是什么?

【答案】(1)mgh;﹣mgh(2)不存在与摩擦力对应的摩擦力势能”(3)E=4mgh

【解析】

(1)重力做功为

WG=mgh

摩擦力做功

Wf=fs=3h=mgh

(2)重力做功与路径无关,仅与初末位置有关.势能的变化与初末位置有关.两者都与位置有关,所以重力有对应的重力势能.摩擦力做功与路径有关,所以不存在与摩擦力对应的摩擦力势能”。

(3)小环能达到的最大高度为3h,则:

解得:

若以地面为零势能面,小环初始势能为mgh,初始动能为3mgh,则初始机械能为4mgh;从出发到落地前,通过路程s,克服摩擦力所做的功为;则机械能变化的表达式为:

E=4mgh

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在固定的足够长的光滑水平杆上,套有一个质量为m0.5kg的光滑金属圆环,轻绳一端拴在环上,另一端系着一个质量为M1.98kg的木块,现有一质量为m020g的子弹以v0100m/s的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间,g10m/s2),求:

(1)圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能;

(2)木块所能达到的最大高度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示的平面直角坐标系xOy,在第象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第象限的正三角形abc区域内有匀强电场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P0h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a2h0)点进入第象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第象限,且速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求:

1)电场强度E的大小;

2)粒子到达a点时速度的大小和方向;

3abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两端封闭的均匀玻璃管竖直放置,管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分,管内气体的温度始终与环境温度相同.一段时间后,发现下面气体的体积比原来大了,则可以判断环境温度________了(填升高降低),下面气体压强的变化量________上面气体压强的变化量(填大于”、“等于小于”).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示的回旋加速器可将质子的速度从零加速到v,获得的最大动能为Ek。若保持匀强磁场B不变,加速静止的氘核(H),在不考虑相对论效应的情况下有

A.氘核可加速到

B.氘核的最大动能为2Ek

C.加速氘核与加速质子的交变电场频率之比为12

D.加速氘核与加速质子的交变电场频率之比为21

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,平行放置的两金属导轨相距L=0.50m,放在磁感应强度B=0.60T,方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中,轨道间接一电阻R=0.20Ω。一根长为L、电阻r=0.10Ω的导体棒ac垂直轨道放置。当ac棒在水平外力的作用下以v=4.0m/s的速度向右匀速运动,忽略棒与轨道的摩擦,不计导轨的电阻,求:

1ac棒产生感应电动势的大小

2)棒两端的电压大小

3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、场区宽度为d。在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场。磁感应强度B未知,圆形磁场区域半径为R。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力可忽略不计。求:

1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度的大小;

2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

3)若粒子在离开磁场前某时刻,磁感应强度变为垂直纸面向里、大小为B1,此后粒子恰好被束缚在该磁场中,则B1的最小值为多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一矩形金属线圈共10匝,在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动,产生交变电流的电动势为e220sin100πtV,对于这个交变电流的说法正确的是(

A.此交变电流的频率为50Hz

B.此交变电流电动势的有效值为220V

C.t0时,线圈平面与中性面重合,此时磁通量最大

D.耐压为230 V的电容器能够在该交变电路中使用

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,MN为光滑的水平面,NO是一长度s=1.25m、倾角为θ=37°的光滑斜面(斜面体固定不动),OP为一粗糙的水平面。MNNO间及NOOP间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条质量为m=2kg,总长L=0.8m的均匀柔软链条开始时静止的放在MNO面上,其AB段长度为L1=0.4m。链条与OP面的摩擦系数μ=0.5。(g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8)现自由释放链条,求:

(1)链条的A端滑到O点时,链条的速率为多大?

(2)链条在水平面OP停下时,其C端离O点的距离为多大?

查看答案和解析>>

同步练习册答案