如图所示,半径为R的光滑圆形轨道在B点与水平轨道AB相切,水平轨道AB在A点与光滑弧形轨道CA相切,轨道CA、AB与圆形轨道都在同一竖直平面内.现让一质量为m的滑块(可视为质点)从弧形轨道上高为h处由静止释放.设滑块与AB轨道的动摩擦因数为μ,AB轨道的长度为x0.为使滑块在进入圆形轨道后能够不脱离轨道而运动,滑块释放的高度h应满足什么条件?(假设B处的缺口不影响滑块进入圆轨道和在圆轨道的上运动)
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(12分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行.
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;
(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(14分)某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图像如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2,则:
(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?
(2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直放置,A与圆心O等高,B为轨道的最低点,该圆弧轨道与一粗糙直轨道CD相切于C,OC与OB的夹角为53°。一质量为m的小滑块从P点静止开始下滑,PC间距离为R,滑块在CD上所受滑动摩擦力为重力的0.3倍。(sin53°,cos53°=0.6)求:
(1)滑块从P点滑到B点的过程中,重力势能减少多少?
(2)滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小;
(3)为保证滑块不从A处滑出,PC之间的最大距离是多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1.0kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10.0N的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.50m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0=1.0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,取g=10m/s2。求:
(1)在撤去力F时,滑块的速度大小;
(2)滑块通过B点时的动能;
(3)滑块通过B点后,能沿圆弧轨道上升的最大高度h=0.35m,求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功。
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如图,光滑水平面上存在水平向右、场强为E的匀强电场,电场区域宽度为L。质量为m、带电量为+q的物体A从电场左边界由静止开始运动,离开电场后与质量为2m的物体B碰撞并粘在一起,碰撞时间极短。B的右侧拴接一处于原长的轻弹簧,弹簧右端固定在竖直墙壁上(A、B均可视为质点)。求
(1)物体A在电场中运动时的加速度大小;
(2)物体A与B碰撞过程中损失的机械能;
(3)弹簧的最大弹性势能。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,两根相同的平行金属直轨道竖直放置,上端用导线接一定值电阻,下端固定在水平绝缘底座上。底座中央固定一根弹簧,金属直杆ab通过金属滑环套在轨道上。在MNPQ之间分布着垂直轨道面向里的匀强磁场,现用力压杆使弹簧处于压缩状态,撤力后杆被弹起,脱离弹簧后进入磁场,穿过PQ后继续上升,然后再返回磁场,并能从边界MN穿出,此后不再进入磁场。杆ab与轨道的摩擦力大小恒等于杆重力的倍。已知杆向上运动时,刚穿过PQ时的速度是刚穿过MN时速度的一半,杆从PQ上升的最大高度(未超过轨道上端)是磁场高度的n倍;杆向下运动时,一进入磁场立即做匀速直线运动。除定值电阻外不计其它一切电阻,已知重力加速度为g。求:
(1)杆向上穿过PQ时的速度与返回PQ时的速度大小之比v1:v2;
(2)杆向上运动刚进入MN时的加速度大小a;
(3)杆向上、向下两次穿越磁场的过程中产生的电热之比Q1:Q2。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率是多大
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图a。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图b。已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比,即f="kv" (g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°="0.6)" .求:
(1)打开降落伞前人下落的距离为多大?
(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向?
(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?
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