【题目】如图所示,光滑轨道ABCD是过山车轨道的模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平粗糙传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( )
A. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2.2R
B. 滑块返回左侧所能达到的最大高度一定低于出发点A
C. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v无关
D. 无论传送带速度v多大,滑块于传送带摩擦产生的热量都一样多
【答案】C
【解析】滑块能通过C点,那么对滑块在C应用牛顿第二定律可得,对滑块从A到C的运动过程应用机械能守恒可得
,所以,固定位置A到B点的竖直高度
,故A错误;滑块在传送带上向右做减速运动时,摩擦力恒定,滑块做匀减速运动;返回D点的过程,若滑块到达D点时速度小于传送带速度,则滑块向左运动和向右运动对称,那么,滑块将回到A点;若距离足够大,滑块达到传送带速度后,将随传送带一起做匀速运动,那么,传送带到达D点的速度小于第一次到达D点的速度,滑块返回左侧所能达到的最大高度将低于出发点A,B错误;传送带受摩擦力作用,向右做匀减速运动,那么,滑块在传送带上向右运动的最大距离只和在D处的速度及传送带的动摩擦因数相关,与传送带速度v无关,C正确;滑块在传送带上的加速度恒定,那么滑块的位移恒定,故传送带速度越大,滑块在传送带上的相对位移越大,滑块于传送带摩擦产生的热量越多,故D错误.
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【题目】跳水运动是一项观赏性强,同时对运动员身体和姿态控制要求很高的奥运会比赛项目。一名选手参加十 米跳台比赛,在其下落过程中.下列选项中正确的是:( )
A. 重力势能增加,动能增加B. 重力势能增加,动能减小
C. 重力势能减小,动能增加D. 重力势能减小,动能减小
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【题目】某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系。使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
实验步骤如下:
①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近;将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;
②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间t;
③用s表示挡光片沿运动方向的长度,如图(b)所示,表示滑块在挡光片遮住光线的t时间内的平均速度大小,求出
;
④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;
⑤多次重复步骤④;
⑥利用实验中得到的数据作出–t图,如图(c)所示。
完成下列填空:
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则 与vA、a和t的关系式为
=_____________。
(2)由图(c)可求得,vA=_____________cm/s,a=_____________cm/s2。(结果保留三位有效数字)
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【题目】4×100 m接力赛是最为激烈的比赛项目之一,有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现,甲短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程。为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记,在某次练习中,甲在接力区前s0 处作了标记,当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时立即起跑(忽略声音传播的时间及人的反应时间),已知接力区的长度为L=20 m,设乙起跑后的运动是匀加速运动,试求:
(1)若s0 =13.5 m,且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒,则在完成交棒时乙离接力区末端的距离为多大?
(2)若s0 =16 m,乙的最大速度为8 m/s,并能以最大速度跑完全程,要使甲乙能在接力区完成交接棒,则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少?(结果保留2位小数)
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【题目】利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为 ;
(2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek= ,系统的重力势能减少量可表示为△Ep= ,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒;
(3)在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2﹣d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g= m/s2.
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【题目】在古代战争对决中,交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器——抛石机。某同学为了研究其工作原理,设计了如图所示的装置,图中支架固定在地面上,O为转轴,轻杆可绕O在竖直面内转动,物体A固定于杆左端.弹丸B放在杆右端的勺形槽内.将装置从水平位置由静止释放,杆逆时针转动,当杆转到竖直位置时,弹丸B从最高点被水平抛出,落地点为图中C点.已知A、B质量分别为4m、m.OB=2OA=2L.转轴O离水平地面的高度也为2L,不计空气阻力和转轴摩擦,重力加速度为g.求:
(1)弹丸B被抛出瞬间杆对A球的作用力
(2)C点与O点的水平距离
(3)此过程中杆对弹丸B做的功
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【题目】如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长ll=25.0cm的空气柱,中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0cm.已知大气压强为P0=75.0cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为l'1=20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离.
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【题目】如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,电容器板长和板间距离为L=10 cm,下极板接地,电容器右端到荧光屏的距离也是L=10 cm,在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图像如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求:
(1)在t=0.06 s时刻,电子打在荧光屏上的何处;
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?
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