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【题目】如图所示,倾角为37°的足够大斜面以直线为界由两部分组成, 垂直于斜面的水平底边且其左边光滑右边粗糙,斜面上固定一个既垂直于斜面又垂直于的粗糙挡板,质量为的小物块置于挡板与斜面间, 与挡板间的动摩擦因数为.质量为的小物块用不可伸长的细线悬挂在界线上的点,细线长为,此时,细线恰好处于伸直状态. 可视为质点且与斜面粗糙部分的动摩擦因数均为,它们的水平距离以水平初速

向右滑动并恰能与发生弹性正撞. .求:

(1) 碰撞前向右滑动时受到的摩擦力;

(2)碰后滑行的位移;

(3) 沿斜面做圆周运动第一次到最高点的速度。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】试题分析:(1A碰撞前向右滑动时对挡板的压力等于,由滑动摩擦力公式求解摩擦力.(2A碰撞前向右滑动时摩擦力做负功,根据动能定理求出A滑到B处的速度.AB发生弹性正撞,根据动量守恒和动能守恒分别列方程求出碰撞后两者的速度.碰后,A受到挡板和斜面两个滑动摩擦力,均做负功,再由动能定理求出碰后A滑行的位移.
3)碰后BO点做圆周运动,重力做负功为-m2gsin37°2l,摩擦力做功为2m2gcos37°πl,根据动能定理求解B沿斜面做圆周运动到最高点的速度.

(1)分析物块A的受力得

(2)设A运动至与B相碰前速度为,由动能定理得,解得
AB发生弹性正碰,由动量守恒和能量守恒得


解得

设A滑行的位移为,由动能定理得:
解得

(3)设B做圆周运动到最高点的速度为,由动能定理得: ,代入解得

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,质量为m的带电滑块,沿绝缘斜面匀速下滑。当带电滑块滑到有着理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时,滑块的运动状态为(电场力小于重力)()

A. 将继续匀速下滑 B. 将加速下滑

C. 将减速下滑 D. 上述三种情况都有可能发生

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【题目】如图所示,竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接,右边与一个足够高的四分之一光滑圆弧轨道平滑相连,木块AB静置于光滑水平轨道上,AB的质量分别为1.5kg0.5kg。现让A6m/s的速度水平向左运动,之后与墙壁碰撞,碰撞的时间为0.3s,碰后的速度大小变为4m/s,当AB碰撞后立即粘在一起运动,g10m/s2,则

A. A与墙壁碰撞的过程中,墙壁对A的平均作用力的大小F=10N

B. A与墙壁碰撞的过程中没有能量损失

C. AB碰撞后的速度v=3m/s

D. AB滑上圆弧轨道的最大高度h=0.45m

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【题目】下图是验证机械能守恒定律的实验装置示意图,以下列出了一些实验步骤:

A.用天平测出重物和夹子的质量

B.把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上,使两个限位孔在同一竖直面内

C.把打点计时器接在交流电源上,电源开关处于断开状态

D.将纸带穿过打点计时器的限位孔,上端用手提着,下端夹上系住重物的夹子,让重物靠近打点计时器,处于静止状态

E.接通电源,待计时器打点稳定后释放纸带,之后再断开电源

F.用秒表测出重物下落的时间

G.更换纸带,重新进行两次实验

(1)对于本实验,以上不必要的两个步骤_____ 和________

图乙为实验中打出的一条纸带,O为打出的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出),打点计时器每隔0.02 s打一个点. 若重物的质量为0.5 kg,当地重力加速度取g=9.8 m/s2,由图乙所给的数据可算出(结果保留两位有效数字):

① 从O点下落到B点的过程中,重力势能的减少量为 J.

② 打B点时重物的动能为 J.

(2) 试指出造成第(1)问中①②计算结果不等的原因是

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【题目】如图所示,一质量为M=3.0kg长木板静止在粗糙的水平地面上,平板车的上表面距离地面高h=0.8m,其右侧有一障碍A,一质量为m=2.0kg可视为质点的滑块,以v0=8m/s的初速度从左端滑上平板车,同时对长木板施加一水平向右的、大小为5N的恒力F。当滑块运动到长木板的最右端时,二者恰好相对静止,此时撤去恒力F。当长木板碰到障碍物A时立即停止运动,滑块水平飞离长木板,恰能无碰撞地沿圆弧切线从B入竖直粗糙的圆弧轨道BCD,且BD等高,并沿轨道下滑滑块运动到圆弧轨道最低点C时对轨道压力的大小为52N。已知滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.3长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1,圆弧半径为R=1.0m,圆弧所对的圆心角∠BOD=θ=106°。 取g=10m/s2sin53°=0.8cos53 °=0.6。求:

1)平板车的长度L

2开始长木板右端与障碍物A之间的距离S

3滑块从B到C克服摩擦力做的功Wf

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【题目】如图,匀强磁场的磁感应强度大小B0.5T,方向竖直向下。在同一水平面上的两根光滑金属导轨相互平行,相距l0.4m、电阻不计。导轨左端与滑动变阻器相连,变阻器接入电阻的阻值R=0.2Ω。一根电阻不计的金属棒置于导轨上,在拉力F的作用下沿导轨向右运动,运动过程中变阻器消耗的功率恒定为P0.8W

(1)分析金属棒的运动情况;

(2)求拉力F的大小;

(3)若保持拉力不变,迅速向上移动滑动变阻器滑片,分析金属棒的速度变化情况。

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【题目】如图所示为一质谱仪的构造原理示意图,整个装置处于真空环境中,离子源N可释放出质量相等、电荷量均为q(q>0)的离子.离子的初速度很小,可忽略不计.离子经S1、S2间电压为U的电场加速后,从狭缝S3进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中,沿着半圆运动到照相底片上的P点处,测得PS3的距离为x.求:

(1)离子经电压为U的电场加速后的动能;

(2)离子的荷质比(q/m)

(3).离子在磁场中运动的时间t

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【题目】铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等,所以这个冲击力是周期性的,列车受到周期性的冲击做受迫振动.普通钢轨长为12.6 m,列车固有振动周期为0.315 s.下列说法正确的是 ( )

A. 列车的危险速率为40 m/s

B. 列车过桥需要减速,是为了防止列车发生共振现象

C. 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的

D. 增加钢轨的长度有利于列车高速运行

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【题目】两颗靠得较近的天体叫双星,它们以两者重心连线上的某点为圆心做匀速圆周运动,因而不至于因引力作用而吸引在一起,以下关于双星的说法中正确的是:

A. 它们做圆周运动的线速度与其质量成反比

B. 它们做圆周运动的角速度与其质量成反比

C. 它们所受向心力与其质量成反比

D. 它们做圆周运动的半径与其质量成正比

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