如图所示,AC为光滑竖直杆,ABC为构成直角的光滑L形轨道,B处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯,并且A、B、C三点正好是圆上三点,而AC正好是该圆的直径,如果套在杆上的小球自A点静止释放(图中小球未画出),分别沿ABC曲轨道和AC直轨道运动到C点,如果沿ABC曲轨道运动的时间是沿AC直轨道运动所用时间的1.5倍,
求AC与AB夹角α的值
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53° 解析: 设圆环的半径为R,小球沿AC做自由落体运动,运动的时间t2满足:
2R=
可解得t2=2
…①
小球沿AB段运动时,a=gcosα,且AB=2Rcosα,所需的时间tAB满足;
2Rcosα=gcosα
解得:tAB=2
在B点小球的速度v=atAB,以后沿BC做匀加速运动,其加速度为:a'=gsinα,且BC=2Rsinα 故:2Rsinα=vtBC+
a′
其中tBC=1.5t2-tAB=0.5t2=
带入后解得tanα=
,即α=53°
【思路点拨】以小球为研究对象,分别求出沿AC和ABC运动的时间,注意两种运动情况的运动遵循的规律,特别是在B点的速度即是上一段的末速度也是下一段的初速度,利用关系式和几何关系灵活求解.本题的关键是能正确对ABC进行受力和运动分析,把运动的时间正确表示;可视为多过程的运动分析,一定明确前后过程的衔接物理量.
科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,位于竖直平面内的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,轨道的最低点B的切线沿水平方向,轨道上端A距水平地面高度为H。质量为m的小球(可视为质点)从轨道最上端A点由静止释放,经轨道最下端B点水平飞出,最后落在水平地面上的C点处,若空气阻力可忽略不计,重力加速度为g。求:
(1)小球运动到B点时,轨道对它的支持力多大
(2)小球落地点C与B点的水平距离x为多少;
(3)比值R/H为多少时,小球落地点C与B点水平距离x最远;该水平距离最大值是多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m,导轨平面与水平面成θ=37º角,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.20kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。
⑴求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
⑵当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8.0W,求该速度的大小;
⑶在上问中,若R=2.0Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小和方向。(g=10m/s2,sin37º=0.60,cos37º=0.80)
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某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50 Hz。
(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点_ _和 __之间某时刻开始减速.(1分)
(2)计数点5对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字) (2分)
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a=________m/s2,若用
来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”).(2分)
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如图所示,皮带传动装置与水平面夹角为30°,两轮轴心相距L=3.8m,A、B分别为传送带与两轮的切点,轮缘与传送带之间不打滑。一个质量为0.1kg的小物块与传送带间的动摩擦因数为μ=
,g取10m/s2。
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(1)当传送带沿逆时针方向以v1=3m/s的速度匀速运动时,将小物块无初速地放在A点后,它运动至B点需多长时间?
(2)当传送带沿逆时针方向匀速运动时,小物块无初速地放在A点下方5cm处的C点,运动至B点飞出。要想使小物块在传送带上运动的时间最短,则传送带匀速运动的速度v2至少多大?以v2运动时,小物块与传送带间的相对路程为多少?
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水平传送带A、B两端相距S=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.工件滑上A端瞬时速度VA=4m/s,达到B端的瞬时速度设为VB,则:( )
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A.若传送带不动,则VB=3m/s
B.若传送带以速度V=4m/s逆时针匀速转动,VB=3m/s
C.若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动,VB=3m/s
D.若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动,VB=2m/s
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如图所示,在倾角为θ=30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动,当物块B刚要离开C 时F的大小恰为2mg。求:
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(1)从F开始作用到物块B刚要离开C的时间。
(2)到物块B刚要离开C时力F所做的功
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假设在质量与地球质量相同,半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛,那么与在地球上的比赛成绩相比,下列说法正确的是
A.跳高运动员的成绩会更好
B.用弹簧秤称体重时,体重数值变得更大
C.从相同高度由静止降落的棒球落地的时间会更短些
D.用手投出的篮球,速度变化更慢
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如图所示,一个表面光滑的斜面体M置于在水平地面上,它的两个斜面与水平面的夹角分别为、,且 <,M的顶端装有一定滑轮,一轻质细绳跨过定滑轮后连接A、B两个小滑块,细绳与各自的斜面平行,不计绳与滑轮间的摩擦,A、B恰好在同一高度处于静止状态.剪断细绳后,A、B滑至斜面底端,M始终保持静止.则
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A.滑块A的质量大于滑块B的质量
B.两滑块到达斜面底端时的速度相同
C.两滑块到达斜面底端时,A滑块重力的瞬时功率较大
D.在滑块A、B下滑的过程中,斜面体受到水平向左的摩擦力
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