【题目】如图所示,AB与CD是倾斜角为53°的两个对称的粗糙斜面,A与D,B与C分别位于同一水平面上,两斜面与光滑圆弧轨道相切于B、C两点,E为轨道的最低点。A、B两点间的高度差为h=1.5m,圆弧轨道的半径R=0.5m,滑块P的质量m=2kg,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.05,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)滑块P至少以多大的初速度v0从A点下滑,才能冲上斜面CD到达D点?
(2)若滑块P在A点由静止开始下滑,求它在两斜面上走过的总路程S?
(3)若滑块P在A点由静止开始下滑,求其对轨道最低点E的最大压力和最小压力各为多少?
【答案】(1)1.5m/s(2)50m(3)151.5N; 36N
【解析】
(1)滑块恰好到达D点时速度为零,根据动能定理有:
-2μmgcos53°=0-mv02
得:
v0=
解得:
v0=1.5m/s
(2)最终滑块在光滑轨道上来回运动,且到达B点和C点时速度均为零,根据动能定理有:
mgh-μmgcos53°S=0-0
解得:
S=50m
(3)设滑块经过E点时的最小速率为v1,最小支持力为N1;最大速率为v2,最大支持力为N2。
根据牛顿第二定律有:
N1-mg=m
N2-mg=m
根据动能定理得:
mgR(1-cos53°)=
mg[h+R(1-cos53°)]-μmgcos53°=
解得:
v1=2m/s
v2=m/s
N1=36N
N2=151.5N
由牛顿第三定律知滑块对轨道E点的最大压力为151.5N,最小压力为36N。
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【题目】在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示。在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是( )
A.波源开始振动时方向沿y轴正方向
B.从t=0开始经0.15s,x=40m处的质点运动的路程为0.5m
C.接收器在t=2s时才能接收到此波
D.若波源向x轴正方向运动,接收器接收到波的频率可能为11Hz
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【题目】验证“力的平行四边形定则”,如图所示,实验步骤如下:
①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,记为O1
②记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向
③只用一个弹簧测力计,将结点仍拉到位置O1,记录弹簧测力计的拉力F3的大小和方向
④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3
⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F
⑥比较F3和F的一致程度
(1)下列说法中正确的是________
A. 应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上
B. 为了便于计算合力大小,两绳间夹角应取、、等特殊角度
C. 系在橡皮条末端的两绳要一样长
D. 同时改变两个弹簧测力计拉力的大小和方向,结点可能保持在位置O1
(2)改变F1、F2,重复步骤①至⑥进行第二次实验,记下结点位置O2,位置O2________(选填“必须”或“不必”)与位置O1相同
(3)实验记录纸如图所示,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;两个力的大小分别为:F1=3.0N,F2=3.5N,请根据图中给出的标度作出F1和F2的合力,
(__________)并测得合力F=____N
(4)实验中,用两个弹簧测力计同时拉,两绳夹角小于,一个弹簧测力计示数接近量程,另一个超过量程的一半。这样操作_____(选填“合理”或“不合理”)
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【题目】如图所示,A、B两点在同一条竖直线上,B、C两点在同一条水平线上。现将甲、乙、丙三小球分别从A、B、C三点水平抛出,若三小球同时落在水平面上的D点,则以下关于三小球运动的说法中正确的是( )
A. 三小球在空中的运动时间一定是t乙=t丙>t甲
B. 三小球抛出时的初速度大小一定是v甲>v乙>v丙
C. 甲小球先从A点抛出,丙小球最后从C点抛出
D. 从A、B、C三点水平抛出的小球甲、乙、丙落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足θ丙>θ乙>θ甲
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【题目】如图1所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为d、质量为m的钢球自由下落的过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB.用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度,测出两光电门间的距离为h,当地的重力加速度为g。
(1)如图2用螺旋测微器测量钢球的直径,读数为______mm。
(2)钢球下落过程中受到的空气平均阻力Ff=______(用题中所给物理量符号来表示)。
(3)本题用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度,但从严格意义上讲是不准确的,实际上钢球通过光电门的平均速度______(选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门的瞬时速度。
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【题目】2019年4月20日,我国成功发射第44颗北斗导航卫星.“北斗”卫星导航定位系统由地球同步卫星,中轨道卫星和倾斜同步卫星组成.下列说法正确的是( )
A.地球同步卫星的运行速度大于
B.地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的小
C.中轨道卫星的周期大于
D.中轨道卫星的向心加速度比地球同步卫星的大
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【题目】如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m。t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6s时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=10m/s2.以下判断正确的是______(双选,填正确答案标号)
A. h=1.7m
B. 简谐运动的周期是0.8s
C. 0.6s内物块运动的路程是0.2m
D. t=0.4s时,物块与小球运动方向相反
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【题目】如图所示,上下粗细不一样的气缸被轻绳通过活塞竖直吊在空中,气缸底面积为S,活塞横截面积为,气缸上下两部分的长度相同。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形轻质细玻璃管相通。最初室温为时,活塞恰好在气缸上下两部分的分界处,玻璃管内左右水银液面高度差为h(U形管内的气体体积、水银质量不计)。已知大气压强为,水银的密度为,重力加速度g。不计活塞与气缸的摩擦。
(1)求气缸的质量M;
(2)现对气缸缓慢加热,则玻璃管内左右两侧水银液面高度差h是否变化?
(3)在对气缸里的气体缓慢加热时,若活塞与气缸不会分离,则加热后的温度最多是多少?
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【题目】如图所示,电阻不计的平行导轨竖直固定,上端接有电阻R,高度为h的匀强磁场与导轨平面垂直.一导体棒从磁场上方的A位置释放,用x表示导体棒进入磁场后的位移,i表示导体棒中的感应电流大小,v表示导体棒的速度大小,Ek表示导体棒的动能,a表示导体棒的加速度大小,导体棒与导轨垂直并接触良好.以下图象可能正确的是( )
A.B.C.D.
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