练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    2．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为2m的足够长的长木板B，其上表面离长木板B的右端距离为l=0.7m处放一质量为m的物块A（可视为质点），长木板离传送带左侧的距离为l1=3.2m，且传送带的上端与长木板B的上表面相平齐．现给长木板B一个水平向右，大小为F=$\frac{3}{2}$μmg的推力，当长木板B与传送带左侧相碰的瞬间，长木板B立即停止且固定不动，同时撤去力F，物块A以某一速度滑上以顺时针匀速转动，速度为v（未知）、长度为l2=0.5m的传送带后滑上与水平面夹角为θ=37°的足够长的斜面，且物块A在斜面上上滑过程的位移与时间关系为s=kt-5t2（m）且k＞0，已知物块A与长木板B、传送带及斜面之间的动摩擦因数均为μ，传送带转动轮大小忽略不计，滑块A通过轨道衔接处时无能量损失，重力加速度取g=10m/s2．求：（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
    （1）μ的值．
    （2）滑块A上传送带时的速度大小．
    （3）物块A在斜面上上升的最大高度h与速度v的关系．

    分析 本题是一道综合题，解题时遵循按物理过程的顺序一步一步计算着往下进行：
    （1）由于除地面以外各接触面的动摩擦因数均相等，题目中仅告诉了物块A在斜面上上滑过程的位移与时间关系为s=kt-5t2（m），且还有一个求知数k，即不知道上滑的初速度，但知道加速度a=10m/s2，物体在斜面上做匀减速运动，根据牛顿第二定律可以求出μ．
    （2）考虑到在推力作用下，A、B一起做匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动学规律可以求出与传送带碰前的速度，再经过l=0.7m减速，滑上传送带，在传送带的滑动摩擦力作用下加速，达到速度k，通过列方程可以求出滑上传送带的速度．
    （3）在完成前两问的情况下，上升的高度h=s sin37°，显然末速度为零时，s最大，h也达到最大．

    解答 解：（1）由题意，物块A在斜面上上滑过程的位移与时间关系为s=kt-5t2（m），从而知道物体在斜面上的加速度大小为：
    ${a}_{4}=10m/{s}^{2}$      ①
    根据牛顿第二定律：
    mgsin37°+μmgcos37°=ma4      ②
    联立两式得μ=0.5
    （2）当用力F=μmg推B时，A、B整体向右加速，根据牛顿第二定律：
    F=（2m+m）a1          ③
    代入得：${a}_{1}=\frac{F}{3m}=\frac{μmg}{3m}=\frac{μmg}{3m}=\frac{5}{3}m/{s}^{2}$ 
    由运动学公式得到与传送带碰前的速度：
    ${v}_{1}=\sqrt{2{a}_{1}l}=\sqrt{2×\frac{5}{3}×3.2}m/s=\frac{4\sqrt{6}}{3}m/s=3.26m/s$
    之后物体在长木板B上做匀减速运动，到达传送带的速度 由运动学规律有：
    ${{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}=2{a}_{2}l$     ④
    其中   ${a}_{2}=μg=5m/{s}^{2}$
    代入数据得到：${v}_{2}=\frac{\sqrt{11}}{3}m/s$
    （3）不管是v2＞v，还是v2＜v，物体的速度通过减速或加速最终与传送带相同，速度为v．即k=v
    物体在斜面上做匀减速，当速度减到零时，上升的高度最大．由运动学公式知：
    ${s}_{max}=\frac{{v}^{2}}{2{a}_{4}}=\frac{{v}^{2}}{2×10}$
    最大高度为：
    ${h}_{max}={s}_{max}sin37°=\frac{3{v}^{2}}{100}$
    答：（1）μ的值为0.5  
    （2）滑块A上传送带时的速度大小3.26m/s
    （3）物块A在斜面上上升的最大高度h与速度v的关系为${h}_{max}={s}_{max}sin37°=\frac{3{v}^{2}}{100}$

    点评 本题涉及的物理过程较多，必须一步一步计算，至于物体在传送带上的运动，可能加速也可能减速，但最终与传送带相同，这样第三问的计算变得简单一些了．A物体先跟B一起加速，碰后在B上减速，滑上传送带后过程未知，但末速度为v．也是在斜面上匀减速运动的初速度．每一过程都涉及牛顿定律与运动学规律的综合，不可疏忽大意．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．如图所示，平行板电容器与直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离则（　　）
    A．P点的电势将降低
    B．带点油滴将沿竖直方向向上运动
    C．电容器的电容减小，极板带电量将减小
    D．带电油滴的电势能将减少

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图所示，A、B两物体通过定滑轮连接，其质量分别为M和m，光滑斜面的倾角为θ，绳的一端连着B，另一端固定在A上．由静止释放，B开始加速向下运动，求：
    （1）A、B两物体的加速度大小；
    （2）绳中张力大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．如图所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的右上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平，图中PB垂直AC，B是AC的中点．带电荷量为-q的小球（小球直径略小于细管的内径）从管中A处由静止开始沿管向下运动，AC长为l，它在A处时的加速度为a，不考虑小球电荷量对+Q形成的电场的影响．则在电场中（　　）
    A．B点的电势高于C点的电势B．B点的电场强度大小是A点的2倍
    C．小球运动到C处的加速度为$\frac{g}{2}$-aD．小球从A到C的过程中动能增加$\frac{mgl}{2}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．如图1所示，在xOy坐标系中，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，紧靠极板的右边缘的有界匀强磁场区域由△ABO和矩形OBCD构成，其中∠OAB=60°，OD=OA．磁场方向垂直于平面xOy向里，D、A位于y轴上．位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电荷量为+q、速度相同的带电粒子，在0-3t0时间内两板间加上如图2所示的电压；已知t=0时刻进入两极板间的粒子在t0时刻射入磁场，恰好不会从磁场边界射出磁场区域且圆心在x轴上．l、m、q、t0为已知量，U0=$\frac{{m{l^2}}}{qt_0^2}$，不考虑P、Q两板电压的变化对磁场的影响，也不考虑粒子的重力及粒子间的相互影响．求：

    （1）t=0时刻进入两板间的带电粒子射入磁场时的速度大小和方向；
    （2）匀强磁场的磁感应强度的大小及磁场区域的面积；（结果用根号表示）
    （3）t=t0时刻进入两板间的带电粒子在匀强磁场中运动的时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    7．某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝$\sqrt{v}$…他们的实验装置如图（甲）所示，PQ为一块倾斜放置的木板，让物体从木板上由静止滑下，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）．在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议．

    （1）本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？由动能定理知W=△Ek，而W=mg（sinθ-μcosθ）L，△Ek=$\frac{1}{2}$mv2，等号的两边都有m，可以约掉，所以探究W与v的关系可以不用测量物体的质量m．
    （2）让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离L1、L2、L3、L4…读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4…并绘制了如图（乙）所示的L-v图象．根据绘制出的L-v图象，若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出A
    A．L-v2图象  B．L-$\sqrt{v}$图象
    C．L-$\frac{1}{v}$图象  D．L-$\frac{1}{\sqrt{v}}$图象
    （3）本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？不会（答“会”或者“不会”）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    14．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图1所示．
    ①在图中画出完整的光路图．

    ②对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=1.39（保留三位有效数字）．
    ③在做“测定玻璃折射率”的实验时，某同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，如图2所示，其后的操作都正确．但在画光路图时，将入射点、折射点分别确定在ab、cd上，则测出的折射率n将变小（填“变大”、“变小”、“不变”）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．如图所示，电荷量为+q，质量为m的带电粒子以平行于金属极板的初速度v0，从左侧中央飞入板间匀强电场，从右侧飞出电场时速度与初速度方向的夹角为θ，已知两平行金属板长为L，板间距离为d，粒子重力不计，求：
    （1）带电粒子在电场中运动的时间t和飞出电场时沿垂直于极板方向速度vy
    （2）带电粒子在电场中偏转的侧向位移y
    （3）两极板间的电压U．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    12．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图1，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

    （1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源（填“交流”或“直流”）．
    （2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是D．
    A．放开小车，能够自由下滑即可
    B．放开小车，能够匀速下滑即可
    C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
    D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
    （3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是B．
    A．橡皮筋处于原长状态  
    B．橡皮筋仍处于伸长状态
    C．小车在两个铁钉的连线处  
    D．小车已过两个铁钉的连线
    （4）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的GK部分进行测量（根据图2示的纸带回答）．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案