【题目】如图所示,在水平地板上放置一个足够长的木板M,在木板M的左端置有滑块N,左侧边缘对齐,滑块N与木板M间的动摩擦因数为,木板M与地板间的动摩擦因数为。在滑块N的左侧边缘的正上方的O点系一长度为R的细线,细线另一端系一小球,拿起小球拉直细线并与水平方向成θ=30°角,然后将小球由静止释放,小球运动到O点正下方时与滑块N发生碰撞并粘在一起,此瞬间细线断裂,已知小球的质量为m,滑块N与木板M的质量分别为3m、4m,不计细线质量,小球与滑块N均可视为质点,重力加速度为g,求∶
(1)小球与滑块N碰撞前的速度大小;
(2)木板M在地板上运动的距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)小球释放后先竖直下落,细线张紧后做圆周运动,如图所示
小球竖直下落过程中,由机械能守恒定律有
解得
细线张紧后,小球沿半径方向的速度减为0,沿圆弧切线方向的速度
此后小球做圆周运动,从细线张紧到与滑块碰撞前,由机械能守恒定律有
解得
(2)小球与滑块碰撞过程满足动量守恒,有
碰后滑块和小球在木板上做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得
滑块和小球的加速度
木板在摩擦力作用下向右做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得
木板的加速度
设经时间,滑块与木板的速度大小均为,根据题意和运动学公式则有
联立解得
滑块与木板共速后向右做匀减速直线运动直至静止,运动时的加速度大小为
所以木板在地板上运动的距离
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【题目】一物块由O点下落,到A点时与直立于地面的轻弹簧接触,到B点时速度达到最大,到C点时速度减为零,然后被弹回.物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变,弹簧始终在弹性限度内,则物块( )
A.从A下降到B的过程中,合力先变小后变大
B.从A下降到C的过程中,加速度先增大后减小
C.从C上升到B的过程中,动能先增大后减小
D.从C上升到B的过程中,系统的重力势能与弹性势能之和不断增加
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【题目】如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉,在AB杆达到竖直前( )
A. 绳子拉力不变B. 绳子拉力减小
C. AB杆受力增大D. AB杆受力不变
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【题目】如图所示,质量M=0.6kg的滑板静止在光滑水平面上,其左端C距锁定装置D的水平距离l=0.5m,滑板的上表面由粗糙水平面和光滑圆弧面在B点平滑连接而成,粗糙水平面长L=4m,圆弧的半径R=0.3m.现让一质量m=0.3kg,可视为质点的小滑块以大小.方向水平向左的初速度滑上滑板的右端A.若滑板到达D处即被锁定,滑块返回B点时装置D即刻解锁,已知滑块与滑板间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)滑板到达D处前瞬间的速率;
(2)滑块到达最大高度时与圆弧顶点P的距离;
(3)滑块与滑板间摩擦产生的总热量;
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【题目】宇宙中存在一些离其他恒星较远的四颗星组成的系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。天眼在观察中发现三颗质量均为m的星球A、B、C恰构成一个边长为L的正三角形,在它们的中心O处还有一颗质量为3m的星球,如图所示。已知引力常量为G,四个星球的密度相同,每个星球的半径均远小于L。对于此系统,若忽略星球自转,则下列说法正确的是( )
A.A、B、C三颗星球的线速度大小均为
B.A、B、C三颗星球的加速度大小均为
C.星球A和中心O处的星球表面的重力加速度之比为1∶2
D.若O处的星球被均分到A、B、C三颗星球上,A、B、C三颗星球仍按原轨道运动,则A、B、C三颗星球运动的周期将变大
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【题目】生活中常见的手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架,支架能够吸附手机,小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影,若手机受到的重力为,手机所在平面与水平面间的夹角为,则下列说法正确的是( )
A.当高铁未启动时,支架对手机的作用力大小等于
B.当高铁未启动时,支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反
C.高铁匀速行驶时,手机可能受到5个力作用
D.高铁减速行驶时,手机可能受到3个力作用
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【题目】某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图,细线下面悬挂一个小钢球(直径忽略不计),细线上端固定在电动机转盘上,利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速,调节刻度板的位置,使刻度板水平且恰好与小钢球接触,但无相互作用力,用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离,不计悬点到转轴间的距离。
(1)开动转轴上的电动机,让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速,当越大时,越__________(选填“大”或“小”)。
(2)图乙为某次实验中的测量结果,其示数为__________cm。
(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度,其表达式为__________。
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【题目】如图,a和b两单色光,以适当的角度向半圆形玻璃砖射入真空,出射光线都从圆心O沿Oc方向射出,则下列说法正确的是( )
A.a光的频率比b光的频率小
B.a光的全反射临界角比b光的全反射临界角小
C.分别通过同一双缝干涉装置,a光比b光的相邻亮条纹间距大
D.两光在同一介质中传播,a光的传播速度比b光的传播速度大
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【题目】如图甲所示,导体环M放置在磁感应强度为B(垂直纸面向里)的匀强磁场中,环面与磁场垂直;如图乙所示,导体环N放置在环形电流i(顺时针方向)所产生的磁场中,环面与磁场垂直;分别增加匀强磁场的磁感应强度B和环形电流i的大小。两个环的硬度比较大,在安培力的作用下没有明显变形。下列有关导体环中感应电流的方向和导体环所受的安培力的说法正确的是( )
A.环M中的感应电流沿逆时针方向,所受的安培力指向圆心向里,环M有收缩的趋势
B.环M中的感应电流沿顺时针方向,所受的安培力背离圆心向外,环M有扩张的趋势
C.环N中的感应电流沿顺时针方向,所受的安培力指向圆心向里,环N有收缩的趋势
D.环N中的感应电流沿逆时针方向,所受的安培力背离圆心向外,环N有扩张的趋势
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