(15分)如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高。质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37º=0.6, cos37º=0.8。
⑴求滑块与斜面间的动摩擦因数。
⑵若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值。
⑶若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t。
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(17分)如图所示,一个3/4圆弧形光滑细圆管轨道ABC,放置在竖直平面内,轨道半径为R,在A点与水平地面AD相接,地面与圆心O等高,MN是放在水平面上长为3R、厚度不计的垫子,左端M正好位于点A。现将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处、管口正上方某处由静止释放,不考虑空气阻力。
(1) 若小球从C点射出后恰好落到垫子的M端, 则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何?
(2) 欲使小球能通过C点落到垫子上,试计算小球离A点下落的最大高度?
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(8分)如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=0.5m,导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m.在t=0时刻,电阻为r=1Ω的金属棒ab在水平恒力F=0.2N作用下,由静止开始沿导轨向右运动,t=4s时进入磁场,并恰好能够匀速运动。求:
(1)0-4s内通过小灯泡的电流强度;
(2)金属棒在磁场中匀速运动的速度;
(3)金属棒的质量。
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(16分)如图所示,一束电子从x轴上的A点以平行于y轴的方向射入第一象限区域,射入的速度为v0,电子质量为m,电荷量为e.为了使电子束通过y轴上的B点,可在第一象限的某区域加一个沿x轴正方向的匀强电场,此电场的电场强度为E,电场区域沿x轴方向为无限长,沿y轴方向的宽度为s,且已知OA=L,OB=2s,求该电场的下边界与B点的距离.
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(11分)如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙所示,取g=10m/s2,试求:
(1)拉力F的大小和斜面的动摩擦因数;
(2)求拉力F对物体所做的功
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(12分)如图所示,半径为R的半圆轨道BC竖直放置。一个质量为m 的小球以某一初速度从A点出发,经AB段进入半圆轨道,在B点时对轨道的压力为7mg,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:
(1)小球上升过程中克服阻力做功。
(2)小球从C点飞出后,触地时重力的功率。
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(18分)如图所示,某传送带装置倾斜放置,倾角=37o,传送带AB长度xo=l0m。有一水平平台CD高度保持6.45m不变。现调整D端位置,当D、B的水平距离合适时,自D端水平抛出的物体恰好从B点沿BA方向冲上斜面,此后D端固定不动,g=l0m/s2。另外,传送带B端上方安装一极短的小平面,与传送带AB平行共面,保证自下而上传送的物体能沿AB方向由B点斜向上抛出。(sin37o=0.6,cos37o=0.8)
(1)求D、B的水平距离;
(2)若传送带以5m/s的速度逆时针匀速运行,某物体甲与传送带间动摩擦因数1=0.9,自A点沿传送带方向以某一初速度冲上传送带时,恰能水平落到水平台的D端,求物体甲的最大初速度vo1
(3)若传送带逆时针匀速运行,某物体乙与传送带间动摩擦因数2=0.6,自A点以vo2=11m/s的初速度沿传送带方向冲上传送带时,恰能水平落到水平台的D端,求传送带的速度v′。
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(10分)如图所示,水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接,AB段长x=10m,半圆形轨道半径R=2.5m。质量m=0.10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从A点由静止开始运动,经B点时撤去力F,小滑块进入半圆形轨道,沿轨道运动到最高点C,从C点水平飞出。重力加速度g取10m/s2。
(1)若小滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点。求:
①滑块通过C点时的速度大小;
②滑块刚进入半圆形轨道时,在B点对轨道压力的大小;
(2)如果要使小滑块能够通过C点,求水平恒力F应满足的条件。
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(13分)如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m。已知斜面倾角θ=30o,物块与斜面之间的动摩擦因数。(重力加速度g取10 m/s2)
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
(2)拉力F与斜面的夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?
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