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如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的某点由静止释放,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求:

(1)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L应满足什么条件.

(2)若将该物体从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程;


 (1)设物体刚好到D点,则mg=

对全过程由动能定理得:mgLsin θ-μmgcos θ·L-mgR(1+cos θ)=mv

由③④得应满足条件:L=·R.

(2)因为摩擦始终对物体做负功,所以物体最终在圆心角为2θ的圆弧上往复运动.

对整体过程由动能定理得:mgR·cos θ-μmgcos θ·s=0

所以总路程为s=.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝线系一带电小球,小球的质量为m、电荷量为q,为保证当丝线与竖直方向的夹角为θ=60°时,小球处于平衡状态,则匀强电场的电场强度大小最小值为(  )

A. B. C. D.


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甲、乙同时由静止从A处出发,沿直线AB运动,甲先以加速度a1做匀加速运动,经一段时间后,改以加速度a2做匀加速运动,到达B的速度为v,乙一直以加速度a做加速运动,到达B的速度也为v,已知a1>a,则(     )

A.甲、乙可能同时到达B           

B.乙一定先到达B

C.经过AB中间任一点时甲的速度一定大于乙的速度

D.经过AB直线上某一点时,甲的速度可能小于乙的速度

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动;下列说法正确的是(      )

A.太阳对各小行星的引力相同

B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年

C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值

D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值

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科目:高中物理 来源: 题型:


在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2,那么:

(1)根据图上所得的数据,应取图中O点到__________点来验证机械能守恒定律;

(2)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp=__________ J,动能增加量ΔEk=__________J(结果取三位有效数字);

(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图象是下图中的__________.

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如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为(    )

A. aA=0     B. aA=     C. aB=       D. aB=

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兴趣小组为测一遥控电动小车的空气阻力,进行了如下实验:

①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装;

③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);

④使电动小车加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定)。

在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。

请你分析纸带数据,回答下列问题:

(1)该电动小车运动的最大速度为       m/s;

(2)该电动小车减速运动的加速度是         m/s2,空气阻力为        N。    

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图,在光滑水平轨道的右方有一弹性挡板,一质量为M=0.5kg的木板正中间放有一质量为m=2kg的小铁块(可视为质点)静止在轨道上,木板右端距离挡板x0=0.5m,铁块与木板间动摩擦因数μ=0.2。现对铁块施加一沿着轨道水平向右的外力F=10N,木板第一次与挡板碰前瞬间撤去外力。若木板与挡板碰撞时间极短,反弹后速度大小不变,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。

(1)木板第一次与挡板碰撞前经历的时间是多长?

(2)若铁块和木板最终停下来时,铁块刚好没滑出木板,则木板有多长?

(3)从开始运动到铁块和木板都停下来的整个过程中,木板通过的路程是多少?

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在玉树地震的救援行动中,千斤顶发挥了很大作用,如题16图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°,则下列判断正确的是

    A.此时两臂受到的压力大小均为5.0×104N

    B.此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105N

    C.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将增大

D.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将减小

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