【题目】如图所示,一质量m=0.4kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数μ=0.1的水平轨道上的A点.现对滑块施加一水平外力,使其向右运动,外力的功率恒为P=10.0W.经过一段时间后撤去外力,滑块继续滑行至B点后水平飞出,恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道,轨道的最低点D处装有压力传感器,当滑块到达传感器上方时,传感器的示数为25.6N.已知轨道AB的长度L=2.0m,半径OC和竖直方向的夹角α=37°,圆形轨道的半径R=0.5m.(空气阻力可忽略,重力加速度g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)
求:
(1)滑块运动到C点时速度vc的大小;
(2)B、C两点的高度差h及水平距离x;
(3)水平外力作用在滑块上的时间t.
【答案】
(1)解:滑块运动到D点时,由牛顿第二定律得,
,
滑块由C点运动到D点的过程,由机械能守恒定律得,
,
代入数据,联立解得vC=5m/s.
答:滑块运动到C点时速度vc的大小为5m/s;
(2)解:滑块在C点速度的竖直分量为:vy=vcsinα=3m/s,
B、C两点的高度差为h= ,
滑块由B运动到C所用的时间为 ,
滑块运动到B点的速度为vB=vCcosα=4m/s,
B、C间的水平距离x=vBt1=4×0.3m=1.2m.
答:B、C两点的高度差h及水平距离x为1.2m;
(3)解:滑块由A点运动B点的过程,由动能定理得,
Pt﹣
代入数据解得t=0.4s.
答:水平外力作用在滑块上的时间t为0.4s.
【解析】(1)根据牛顿第二定律求出滑块运动到D点的速度,对C到D的过程运用机械能守恒定律求出C点的速度.(2)将C点的速度分解为水平方向和竖直方向,结合平行四边形定则求出竖直分速度,从而得出平抛运动的时间,结合水平分速度和时间求出水平位移.、(3)对A到B的过程运用动能定理求出外力作用的时间.
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【题目】一质量为60kg的跳伞运动员做低空跳伞表演,他在离地面224 m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动.一段时间后,立即打开降落伞,以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5 m/s(取g=10 m/s2),求:(1)运动员展开伞时,离地面高度至少为多少?
(2)运动员展开伞后,所受到的阻力为多少?
(3)运动员在空中的最短时间是多少?
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【题目】如图所示,O点固定,绝缘轻细杆l,A端粘有一带正电荷的小球,电量为q,质量为m,水平方向的匀强电场的场强为E,将小球拉成水平后自由释放,求在最低点时绝缘杆给小球的力.
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【题目】从离地面500m的空中自由落下一个小球,取g=10m/s2,求:
(1)小球经过多长时间落到地面?
(2)从静止释放开始计时,小球在第1s内的位移和最后1s内的位移;
(3)下落时间为总时间的一半时的位移。
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【题目】在光滑水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1和F2的作用,在第1s内物体保持静止状态,若两个力随时间变化情况如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 在第2s内物体做匀加速运动,速度均匀增大
B. 在第5s内物体做变加速运动,加速度减小,但速度在增大
C. 在第3s内物体做变加速运动,加速度增大,速度在减少
D. 在第6s末,物体的加速度为零,速度为最大值
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【题目】细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示,以下说法正确的是(已知cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)( )
A.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为 g
B.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为 g
C.小球静止时弹簧的弹力大小为 mg
D.小球静止时细绳的拉力大小为 mg
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【题目】如图所示,顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上,A、B两物体通过细绳连接,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)。现用水平向右的力F作用于物体B上,将物体B缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中则下列说法正确的是( )
A. 水平力F 可能不变
B. 斜面体所受地面的支持力可能变大
C. 地面对斜面体的摩擦力一定变大
D. 物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
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【题目】一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限.求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标.
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【题目】某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)关于此实验的下列说法中正确的是________;
A.同一次实验中,O点位置不允许变动
B.实验中,只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C.实验中,应尽量避免弹簧、指针、拉杆与刻度板间的摩擦
D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________;
(3)本实验采用的科学方法是________。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
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