(18分)如圖所示,一個質量為
的長木板靜止在光滑的水平面上,并與半徑為
的
光滑圓弧形固定軌道接觸(但不粘連),木板的右端到豎直墻的距離為
;另一質量為2
的小滑塊從軌道的最高點由靜止開始下滑,從圓弧的最低點A滑上木板。設長木板每次與豎直墻的碰撞時間極短且無機械能損失。已知滑塊與長木板間的動摩擦因數為
。試求![]()
(1)滑塊到達A點時對軌道的壓力的大小
(2)若滑塊不會滑離長木板,試討論長木板與墻第一次碰撞前的速度
與
的關系
(3)若S足夠大,為了使滑塊不滑離長木板,板長
應滿足什么條件
(1)6mg;(2)若
,則木板與墻第一次碰前瞬間的速度為
;若
,則木板與墻第一次碰前瞬間的速度為![]()
;(3)
。
解析試題分析:(1)滑塊從軌道的最高點到最低點,由機械能守恒,
設到達A點的速度為
;則
①
得:
②
由牛頓第二定律可知,在A點有:
③
由②③得:
④
由牛頓第三定律,滑塊在A點對軌道的壓力:
⑤
(2)若第一次碰撞前的瞬間,滑塊與木板達到共同速度
,
則:
⑥
⑦
由②⑥⑦得:
⑧
ⅰ.若
,則木板與墻第一次碰前瞬間的速度為
⑨
ⅱ. 若
,則木板與墻第一次碰前瞬間的速度為
,則:
⑩
得: ![]()
11
(3)因為S足夠大,每次碰前滑塊與木板共速;因為
,每次碰后系統的總動量方向向右,要使滑塊不滑離長木板,最終木板停在墻邊,滑塊停在木板上。(沒有文字說明的扣1分)
由能量守恒得:
12,
解得
13
評分標準:①⑥⑦每式2分,123分,其余每式1分。
考點:機械能守恒定律,動量守恒,動能定理等知識。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
由相同材料的木板搭成的軌道如圖,其中木板AB、BC、CD、DE、EF┅長均為L=1.5m,木板OA和其它木板與水平地面的夾角都為β=370(sin370=0.6,con370=0.8),一個可看成質點的物體在木板OA上從圖中的離地高度h=1.8m處由靜止釋放,物體與木板的動摩擦因數都為μ=0.2,在兩木板交接處都用小曲面相連,使物體能順利地經過它,既不損失動能,也不會脫離軌道。在以后的運動過程中,重力加速度取10m/s2,問:![]()
(1)物體能否靜止在木板上?請說明理由。
(2)物體運動的總路程是多少?
(3)物體最終停在何處?并作出解釋。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)如圖所示,質量為m的帶電粒子以一定的初速度v0由P點射入勻強電場,入射方向與電場線垂直. 粒子從Q點射出電場時,其速度方向與電場線成30°角. 已知勻強電場的寬度為
,P、Q兩點的電勢差為U,不計重力作用,求:![]()
(1)勻強電場的場強大小。
(2)帶電粒子的電荷量。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(14分).如圖甲所示,一條輕質彈簧左端固定在豎直墻面上,右端放一個可視為質點的小物塊,小物塊的質量為m="1.0" kg,當彈簧處于原長時,小物塊靜止于O點。現對小物塊施加一個外力F,使它緩慢移動,將彈簧壓縮至A點,壓縮量為x="0.1" m,在這一過程中,所用外力F與壓縮量的關系如圖乙所示。然后撤去F釋放小物塊,讓小物塊沿桌面運動,已知O點至桌邊B點的距離為L=2x,水平桌面的高為h=5.0m,計算時,可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力。(g取10 m/s2) 求:![]()
(1)在壓縮彈簧過程中,彈簧存貯的最大彈性勢能.
(2)小物塊落地點與桌邊B的水平距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,木塊的質量m =" 2" kg,與地面間的動摩擦因數μ= 0.2,木塊在拉力F=10N作用下,在水平地面上從靜止開始向右運動,運動5.2m后撤去外力F。已知力F與水平方向的夾角θ= 37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取 10 m/s2。求:![]()
(1)撤去外力前,木塊受到的摩擦力大小;
(2)剛撤去外力時,木塊運動的速度;
(3)撤去外力后,木塊還能滑行的距離為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
光滑絕緣半球槽的半徑為R,處在水平向右的勻強電場中,一質量為m的帶電小球從槽的右端A處(與球心等高)無初速沿軌道滑下,滑到最低點B時,球對軌道的壓力為2mg。求![]()
(1)小球從A到B的過程中受到的電場力做的功及電場力的大小
(2)帶電小球在滑動過程中的最大速度
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,一個質量為0.6Kg的小球以某一初速度從P點水平拋出,恰好從光滑圓弧AB的A點的切線方向進入圓弧(不計空氣阻力,進入圓弧時無機械能損失),并從最低點B通過一段光滑小圓弧滑上另一粗糙斜面CD。已知圓弧AB的半徑R=0.9m,θ=600,B在O點正下方,斜面足夠長,動摩擦因數u=0.5,斜面傾角為370,小球到達A點時的速度為4m/s。(g取10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)問:![]()
(1)P點與A點的水平距離和豎直高度
(2)小球在斜面上滑行的總路程
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,豎直平面內的3/4圓弧形光滑軌道,軌道半徑為R,A端與圓心等高,AD為水平面,B點在圓心的正下方,一小球m自A點正上方由靜止釋放,自由下落至A點進入軌道,小球巧好能夠通過最高點C,求:![]()
(1)小球到B點時的速度vB;
(2)釋放點距A的豎直高度h;
(3)落點D與A的水平距離s。
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中(彈簧保持豎直),下列關于能的敘述正確的是( )![]()
| A.彈簧的彈性勢能先增大后減小 |
| B.小球與彈簧機械能總和先增大后減小 |
| C.小球的重力勢能先增大后減小 |
| D.小球的動能先增大后減小 |
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