【题目】如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径的光滑圆弧轨道,BC段为一长度的粗糙水平轨道,二者相切与B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块,其质量,与BC间的动摩擦因数。工件质,与地面间的动摩擦因数。(取
(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h。
(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物体在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动
①求F的大小
②当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。
【答案】(1)(2)
【解析】
试题(1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程,根据动能定理求解
(2)对物体、工件和物体整体分析,根据牛顿第二定律求解
(3)根据平抛运动的规律和几何关系求解.
解(1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程,根据动能定理得:
mgh﹣μ1mgL=0
代入数据得:
h=0.2m ①
(2)①设物块的加速度大小为a,P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ,由几何关系可得
cosθ=②
根据牛顿第二定律,对物体有
mgtanθ=ma ③
对工件和物体整体有
F﹣μ2(M+m)g=(M+m)a ④
联立①②③④式,代入数据得
F=8.5N ⑤
②设物体平抛运动的时间为t,水平位移为x1,物块落点与B间的距离为 x2,由运动学公式可得
h=⑥
x1=vt ⑦
x2=x1﹣Rsinθ ⑧
联立①②⑥⑦⑧式,代入数据得
x2=0.4m
答:(1)P、C两点间的高度差是0.2m;
(2)F的大小是8.5N;
(3)物块的落点与B点间的距离是0.4m.
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【题目】如图所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则( )
A. c对b的支持力减小
B. c对b的摩擦力方向可能平行斜面向上
C. 地面对c的摩擦力方向向右
D. 地面对c的摩擦力增大
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【题目】图是课外小组进行实验探究的示意图,在烧瓶上连着一根玻璃管,用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起,烧瓶中封入了一定质量的理想气体,整个烧瓶浸没在温水中。用此装置来研究一定质量的气体在体积不变时,压强随温度的变化情况。开始时水银压强计U形管两端水银面一样高,下列几种做法中,能使U形管左侧水银面保持原先位置的是( )
A. 把烧瓶浸在热水中,同时把A向下移
B. 把烧瓶浸在热水中,同时把A向上移
C. 把烧瓶浸在冷水中,同时把A向下移
D. 把烧瓶浸在冷水中,同时把A向上移
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【题目】在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出,在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为f,落地时小球距抛出点的水平距离为x,速率为v,那么,在小球运动的过程中( )
A.重力做功为mgh
B.克服空气阻力做的功为f
C.落地时,重力的瞬时功率为mgv
D.重力势能和机械能都逐渐减少
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【题目】如图所示,倾角的斜面体C固定在水平面上,置于斜面上的物块B通过细绳跨过光滑定滑轮滑轮可视为质点与小球A相连,连接物块B的细绳与斜面平行,滑轮左侧的细绳长度为L,物块B与斜面间的动摩擦因数开始时A、B均处于静止状态,B、C间恰好没有摩擦力,现让A在水平面内做匀速圆周运动,物块B始终静止,则A的最大角速度为
A. B. C. D.
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【题目】某物理兴趣小组要测量电源的电动势E和内阻r(E约为4.5V,r约为1Ω)。实验室可提供的实验器材有:
A.电压表V1 (量程0~3V,内阻R1约为3kΩ)
B.电压表V2 (量程0~15V,内阻R2约为15kΩ)
C.电流表A(量程0~0.6A,内阻RA为9Ω)
D.滑动变阻器R(0~10Ω9,额定电流为2A)
E.开关S以及导线若干
在尽可能减小测量误差的情况下,请回答下列问题:
(1)在方框中完成实验电路原理图,图中各元件需用题目中给出的符号或字母标注_____。
(2)补充完成图中实物间的连线_______。若滑动变阻器接入电路的阻值为零,闭合开关S时,电流表________(选填(“不会”或“会”)被烧坏。
(3)正确选择电压表,按正确实验操作,当电流表的示数为I1时,电压表的示数为U1;当电流表的示数为I2时,电压表的示数为U2,则E=________,r=________。
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【题目】如图所示,两光滑平行倾斜导轨处于垂直导轨平面的磁场中(未画出),导轨与水平方向的夹角为θ=37°,间距为L=20 cm。电源电动势E=10V,内阻不计,定值电阻R1=4Ω,开关K闭合后金属棒MN恰好静止在倾斜导轨上,已知金属棒MN的质量为m=10g,电阻为R=6Ω,则关于磁感应强度的说法正确的是( )(g取10m/s2)
A. 垂直导轨平面向上,大小为B=0.3T
B. 垂直导轨平面向下,大小为B=0.3T
C. 垂直导轨平面向上,大小为B=0.375T
D. 垂直导轨平面向下,大小为B=0.375T
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【题目】如图所示,在xOy坐标系的一、四象限存在匀强磁场,规定垂直纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示,t=0时刻,一个比=1.0×104C/kg的正电荷从(0,)处以v0=1.0×104m/s的速度沿y轴负方向射入磁场,则( )
A. 在磁场变化的半个周期内,带电粒子的速度方向改变60°
B. 在磁场变化的半个周期内,带电粒子的速度方向改变120°
C. 带电粒子从射入磁场至第一次经过x轴所需的时间为×10ˉ4s
D. 带电粒子从射入磁场至第一次经过x轴所需的时间为×10ˉ4s
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【题目】如图所示,从地面上A点发射一枚远程弹道导弹,在引力作用下,沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B,C为轨道的远地点,距地面高度为h.已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G.设距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为T0.下列结论正确的是( )
A.导弹在C点的速度大于
B.导弹在C点的加速度等于
C.地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点
D.导弹从A点运动到B点的时间一定小于T0
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