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5.如图所示,长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球,其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体,放在光滑水平面上.开始时小球刚好与斜面接触无压力,现在用水平力F缓慢向左推动斜面体,直至细绳与斜面平行为止,对该过程中有关量的描述正确的是(  )
A.绳的拉力和球对斜面的压力都在逐渐减小
B.绳的拉力在逐渐减小,球对斜面的压力逐渐增大
C.重力对小球做负功,斜面弹力对小球不做功
D.推力F做的功是mgL(1-cosθ)

分析 根据作图法,抓住重力大小方向都不变,支持力方向不变,根据拉力的方向改变判断支持力和拉力大小的变化.根据力与位移的关系判断力做功情况,根据能量守恒定律求出推力F所做的功.

解答 解:A、B、对小球受力分析,小球受重力、支持力和拉力,因为支持力的方向不变,根据作图法知,绳子的拉力逐渐减小,支持力逐渐增大.故A错误,B正确.
C、小球上升,知重力对小球做负功,斜面的弹力做正功.故C错误.
D、根据能量守恒得F做的功等于系统机械能的增量,斜面体动能和势能不变,小球的动能不变,所以系统机械能的增量等于小球的重力势能增加量.
所以F做功等于小球重力势能增量,△Ep=mgh=mgL(1-sinθ).故D正确.
故选:BD.

点评 本题是力学的动态分析,关键抓住合力为零,根据哪些力的大小和方向都不变,哪些力方向不变,通过作图法进行分析.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.在匀强电场中,一带电粒子仅在电场力作用下做曲线运动,随着时间的增加,其速度方向与加速度方向的夹角(  )
A.先减小后增大B.先增大后减小C.一定增大D.一定减小

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

16.2007年10月24日,中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心升空.已知月球半径为R,万有引力常量为G,若“嫦娥一号”到达距月球表面高为h处时,地面控制中心将其速度调整为v恰能绕月球做匀速圆周运动,将月球视为质量分布均匀的球体,忽略地球对“嫦娥一号”的引力作用.由以上数据可以求得的物理量为(  )
A.月球的质量B.月球的密度
C.月球表面的重力加速度D.月球绕地球公转的周期

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.如图所示,坐标原点处有一波源,波源起振方向为-y方向.当波传到x=1m处的质点P开始计时,在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形(其余波形未画出),此时x=4m的M点刚好落在波谷.则(  )
A.P点的振动周期为0.4sB.这列波的传播速度为7.5m/s
C.P点开始振动的方向为+y方向D.当M点开始振动时,P点正好在波谷

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

20.如图甲所示,间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨与水平面成30°角放置,导轨电阻不计,导轨上端连有R=0.8Ω的电阻和理想电流表A,磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上,t=0时刻有一质量m=1kg,电阻r=0.2Ω的金属棒,以初速度v0=10m/s从导轨上某一位置PP′开始沿导轨向上滑行,金属棒垂直导轨且与导轨接触良好,与此同时对金属棒施加一个沿斜面向上且垂直于金属棒的外力F,F随时间t的变化关系如图乙所示,已知金属棒沿导轨向上运动的过程中,电流表的示数是均匀变化的,重力加速度g取10m/s2,则:
(1)t=0时刻金属棒的加速度多大?
(2)金属棒运动到最高点后,又返回到PP′(棒返回PP′前已经达到匀速运动),返回过程中,电阻R上产生的热量多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

10.如图所示,一质量为m、电量为+q的小球在场强为E的匀强电场中,以初速度v0沿直线ON做匀变速运动,直线ON与水平面的夹角为30°.若小球在初始位置的电势能和重力势能均为零,重力加速度为g,且小球所受重力与电场力的大小相等,则(  )
A.电场方向竖直向上
B.小球运动的加速度大小为g
C.小球获得重力势能的最大值为$\frac{{mv{\;}_0^2}}{8}$
D.小球获得电势能的最大值为$\frac{mv_0^2}{4}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.如图所示,BCPC′D是由半径为R的圆轨道与半径为2R的BCD圆弧轨道相切于C(C′)点构成的竖直螺旋轨道,C、C′间距离可以忽略.与水平面夹角都是37°的倾斜轨道AB、ED分别与BC、C’D圆弧相切于B、D点,将一轻质弹簧的一端固定在AB轨道的固定板上,固定板中央留有小孔,平行于轨道AB的细线穿过固定板的小孔和弹簧跨过定滑轮将小球和大球连接,小球与弹簧接触但不相连,小球质量为m,大球质量为$\frac{6}{5}$m,初始时两球静止,若将小球与细线突然断开(无限长DE轨道与小球间摩擦系数为μ=0.75,其余轨道摩擦不计,重力加速度为g).
(1)求细线刚断时,小球的加速度大小;
(2)求小球恰好能完成竖直圆周运动的情况下,小球在经过C点时,在C点左右两边对轨道的压力之差;
(3)求小球沿DE轨道上滑到最高点时距C的竖直高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.如图所示,弹枪AA′离竖直墙壁BC距离为X,质量m1=0.5kg的“愤怒的小鸟”从弹枪上A′点弹出后,抛射至光滑圆弧轨道最低点C点,A′C的竖直高度差y=1.8m.“小鸟”在C处时,速度恰好水平地与原来静止在该处的质量为m2=0.3kg的石块发生弹性碰撞,碰后石块沿圆弧轨道上滑,圆弧轨道半径R=0.5m,石块恰好能通过圆弧最高点D,之后无碰撞地从E点离开圆弧轨道进入倾斜轨道MN(无能量损失),且斜面MN的倾角θ=37°,∠EOD=37°,石块沿斜面下滑至P点与原来藏在该处的“猪头”发生碰撞并击爆它,石块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,PE之间的距离S=0.5M.已知“小鸟”、石块、“猪头”均可视为质点,重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)石头在D点的速度是多少;
(2)石块与“猪头”碰撞时的速度大小;
(3)“小鸟”与石块相碰之前离斜面MN的最近距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

15.如图所示,一细束由a光和b光组成的复色光由空气中射到一块长方形玻璃砖的上表面,透过玻璃砖后从下表面射出,若用n1和n2分别表示玻璃砖对a光和b光的折射率,则n1>n2(填“>”,“<”或“=”).

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