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【题目】在学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示,将一质量为0.1kg的小滑块放在O点,用弹射装置由将其静止弹出,球沿着光滑的半环形轨道OAAB运动,BC段为一段长短可调的粗糙平面,DEFG为接球槽,接槽EF的长度为d=2.5mDEFG的高度忽略不计。圆弧OAAB的半径分别为r=0.2mR=0.4m,小滑块与BC段的动摩擦因数=0.4C点离接槽的高度为h=1.25m,水平距离为x=0.5mg10m/s2。求:

(1)要使小滑块恰好不脱离圆轨道,小滑块在B位置对半圆轨道的压力多大?

(2)在上一问中,假设小滑块恰好静止在C处,则BC段粗糙水平面长度为多少?

(3)假设轨道长度调节至L′=2m,要使小滑块始终能落入槽中,弹射装置的弹性势能需要满足什么条件?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)要使小滑块恰好不脱离轨道,对最高点A,由重力提供向心力

解得

小滑块从AB的过程,根据动能定理

解得

B

根据牛顿第三定律,小滑块在B位置对半圆轨道的压力大小为6N

(2)根据动能定理,设BC长度为L,则

解得

(3)由第(1)知为保证能够不脱轨运动至C处,利用动能定理可知,当轨道长度为2m时,设运动到C处的速度为,则

解得

C飞出后平抛,根据平抛规律有

要使小滑块能落入槽中,满足

钢球从C点抛出速度满足

综合考虑,取

根据能量守恒定律

对应弹性势能为应满足

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】传感器是一种采集信息的重要器件,图为测定压力的电容式传感器,将电容器、灵敏电电流表、电源连接。施加力的作用使电极发生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流计指针偏转。在对膜片开始施加恒定的压力到膜片稳定,灵敏电流表指针的偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)

A. 向右偏到某一刻度后不动B. 向左偏到某一刻度后不动

C. 向右偏到某一刻度后回到零刻度D. 向左偏到某一刻度后回到零刻度

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如下图所示,斜面的高为L,斜面倾角的正切值为tanα=0.5,将一质量为m的铅球以速度v0水平抛出,恰好落在斜坡的中点处,调节扔小球的初速度,则下面说法正确的是(  )

A.时,小球恰好落在斜面末端P

B.当初速度为v0水平抛出,小球落到斜面时的速度与水平面夹角为45°

C.所有落在斜面上时小球的速度方向不一样

D.时,只要小球初速度足够大,小球落地的速度有可能为45°

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,振源O起振方向沿+y方向,从振源O起振时开始计时,经t=0.9sx轴上012m范围第一次出现图示简谐波,则(  )

A.上图所示波形图中12m处的质点已经振动周期

B.t=0.9s时,x轴上2m处的质点振动方向沿+y轴向上

C.波的周期n可取0123…)

D.波的波速一定是20m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】利用图示装置可以做力学中的许多实验。

1)以下说法正确的是______

A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,须平衡摩擦

B.利用此装置探究“小车加速度与力、质量的关系”时,须平衡摩擦

C.利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时,可以不平衡摩擦

D.可以利用此装置验证机械能守恒定律

2)小明对实验装置进行了改进,改进后的装置如图乙所示,利用此装置探究“小车加速度与力、质量的关系”时钩码质量是否需要远小于小车质量?_______(填“是”或“否”)

3)图丙为实验得到的一条清晰的纸带,D是纸带上7个连续的点,______。已知电源频率为,则小车的加速度大小______(保留两位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,质量的滑块(可视为质点),在的水平推力作用下从点由静止开始运动,一段位移后撤去推力,当滑块由平台边缘点飞出后,恰能从点沿切线方向进入圆弧管道,滑块略小于管道内径。已知间的距离,滑块与平台间的动摩擦因数两点间水平距离、竖直高度差是半径均为的光滑圆弧管道,等高,管道的最高点,是长度、倾角的粗糙直管道,在处有一反弹膜,能无机械能损失的反弹滑块,各部分管道在连接处均相切。()。求:

1)滑块在平台上运动时水平推力作用的位移大小;

2)滑块第一次到达点时对轨道的作用力;

3)要使滑块反弹一次后能停在管道上,滑块与管道之间动摩擦因数的取值范围。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,相距为R的两块平行金属板MN竖直放置,小孔S1S2O在同一水平线上,且。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在匀强磁场,磁感应强度为BT为收集板,板上各点到O点的距离均为2R,其中CODO与水平方向夹角均为60°,板两端点的连线水平。质量为m、带电量为-q的粒子,经S1进入MN间的电场后,通过S2进入磁场,经过磁场后打在收集板T上。粒子在S1处的速度以及粒子所受的重力均不计。

(1)圆形磁场区域磁场方向是垂直纸面向外还是垂直纸面向里?

(2)如果MN间的电压为,粒子打在收集板T的哪个位置?

(3)若在第2问中MN的电压下,假设有一群质量不等但带电量相同的粒子从S1射入经过S2进入磁场后偏转,则能被收集的粒子的质量应满足什么条件?(粒子间的相互作用忽略不计)

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【题目】如图,在 测定匀变速直线运动加速度实验中得到的一条纸带上,从O点开始记录几个计数点,依次编为123456这些相邻的计数点之间还有四个点未画出(打点计时器的电源频率是50Hz,测得s1=1.22cms2=2.00cms3=2.78cms4=3.62cms5=4.40cms6=5.18cm..试根据纸带求解以下问题:

1)接通电源与让释放纸带,这两个操作的先后顺序应当是( )

A.先接通电源,后释放纸带

B.先释放纸带,后接通电源

C.释放纸带的同时接通电源

D.先接通电源或先释放纸带都可以

2)电火花计时器所使用的电源电压是 V

3)与小车相连的是纸带的 端(选填);

4)两相邻计数点间的时间间隔T= s

5A点处瞬时速度的大小 m/s

6)利用逐差法求小车运动加速度的表达式为: ;(请用S1 S2 S6T来表示)

7)求出的加速度的大小为:_ ___m/s2.(保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下:

安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。

选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点Ot=0),然后每隔0.1s选取一个计数点,如图2ABCDEF……所示。

通过测量、计算可以得到在打ABCDE……点时小车的速度,分别记作v1v2v3v4v5……

以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。结合上述实验步骤,请你完成下列问题:

(1)在下列仪器和器材中,还必须使用的有_______________(填选项前的字母)。

A.电压合适的50Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝码)

(2)对应的坐标点,并画出vt图像________

(3)观察vt图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是______。根据vt图像计算出小车的加速度a=_______m/s2。(保留两位有效数字)

(4)利用该装置也可以完成“探究动能定理”的实验。实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是把长木板右端垫高,在不挂重物且_________(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点

B.计时器打点

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同步练习册答案