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【題目】在學校組織的趣味運動會上,某科技小組為大家提供了一個寓學于樂的游戲。如圖所示,將一質量為0.1kg的小滑塊放在O點,用彈射裝置由將其靜止彈出,球沿著光滑的半環形軌道OAAB運動,BC段為一段長短可調的粗糙平面,DEFG為接球槽,接槽EF的長度為d=2.5m,DEFG的高度忽略不計。圓弧OAAB的半徑分別為r=0.2m,R=0.4m,小滑塊與BC段的動摩擦因數=0.4,C點離接槽的高度為h=1.25m,水平距離為x=0.5m,g10m/s2。求:

(1)要使小滑塊恰好不脫離圓軌道,小滑塊在B位置對半圓軌道的壓力多大?

(2)在上一問中,假設小滑塊恰好靜止在C處,則BC段粗糙水平面長度為多少?

(3)假設軌道長度調節至L′=2m,要使小滑塊始終能落入槽中,彈射裝置的彈性勢能需要滿足什么條件?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)要使小滑塊恰好不脫離軌道,對最高點A,由重力提供向心力

解得

小滑塊從AB的過程,根據動能定理

解得

B

根據牛頓第三定律,小滑塊在B位置對半圓軌道的壓力大小為6N

(2)根據動能定理,設BC長度為L,則

解得

(3)由第(1)知為保證能夠不脫軌運動至C處,利用動能定理可知,當軌道長度為2m時,設運動到C處的速度為,則

解得

C飛出后平拋,根據平拋規律有

,

要使小滑塊能落入槽中,滿足

鋼球從C點拋出速度滿足

綜合考慮,取

根據能量守恒定律

對應彈性勢能為應滿足

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】傳感器是一種采集信息的重要器件,圖為測定壓力的電容式傳感器,將電容器、靈敏電電流表、電源連接。施加力的作用使電極發生形變,引起電容的變化,導致靈敏電流計指針偏轉。在對膜片開始施加恒定的壓力到膜片穩定,靈敏電流表指針的偏轉情況為(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏)

A. 向右偏到某一刻度后不動B. 向左偏到某一刻度后不動

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 來源: 題型:

【題目】如下圖所示,斜面的高為L,斜面傾角的正切值為tanα=0.5,將一質量為m的鉛球以速度v0水平拋出,恰好落在斜坡的中點處,調節扔小球的初速度,則下面說法正確的是( 。

A.時,小球恰好落在斜面末端P

B.當初速度為v0水平拋出,小球落到斜面時的速度與水平面夾角為45°

C.所有落在斜面上時小球的速度方向不一樣

D.時,只要小球初速度足夠大,小球落地的速度有可能為45°

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,振源O起振方向沿+y方向,從振源O起振時開始計時,經t=0.9s,x軸上012m范圍第一次出現圖示簡諧波,則( 。

A.上圖所示波形圖中12m處的質點已經振動周期

B.t=0.9s時,x軸上2m處的質點振動方向沿+y軸向上

C.波的周期n可取0,1,2,3…)

D.波的波速一定是20m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖示裝置可以做力學中的許多實驗。

1)以下說法正確的是______。

A.利用此裝置“研究勻變速直線運動”時,須平衡摩擦

B.利用此裝置探究“小車加速度與力、質量的關系”時,須平衡摩擦

C.利用此裝置探究“功與速度變化的關系”實驗時,可以不平衡摩擦

D.可以利用此裝置驗證機械能守恒定律

2)小明對實驗裝置進行了改進,改進后的裝置如圖乙所示,利用此裝置探究“小車加速度與力、質量的關系”時鉤碼質量是否需要遠小于小車質量?_______(填“是”或“否”)

3)圖丙為實驗得到的一條清晰的紙帶,、D、、是紙帶上7個連續的點,______。已知電源頻率為,則小車的加速度大小______(保留兩位有效數字)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量的滑塊(可視為質點),在的水平推力作用下從點由靜止開始運動,一段位移后撤去推力,當滑塊由平臺邊緣點飛出后,恰能從點沿切線方向進入圓弧管道,滑塊略小于管道內徑。已知間的距離,滑塊與平臺間的動摩擦因數,兩點間水平距離、豎直高度差、是半徑均為的光滑圓弧管道,、等高,管道的最高點,是長度、傾角的粗糙直管道,在處有一反彈膜,能無機械能損失的反彈滑塊,各部分管道在連接處均相切。()。求:

1)滑塊在平臺上運動時水平推力作用的位移大。

2)滑塊第一次到達點時對軌道的作用力;

3)要使滑塊反彈一次后能停在管道上,滑塊與管道之間動摩擦因數的取值范圍。

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【題目】如圖所示,相距為R的兩塊平行金屬板M、N豎直放置,小孔S1、S2O在同一水平線上,且。以O為圓心、R為半徑的圓形區域內存在勻強磁場,磁感應強度為B。T為收集板,板上各點到O點的距離均為2R,其中CODO與水平方向夾角均為60°,板兩端點的連線水平。質量為m、帶電量為-q的粒子,經S1進入MN間的電場后,通過S2進入磁場,經過磁場后打在收集板T上。粒子在S1處的速度以及粒子所受的重力均不計。

(1)圓形磁場區域磁場方向是垂直紙面向外還是垂直紙面向里?

(2)如果MN間的電壓為,粒子打在收集板T的哪個位置?

(3)若在第2問中MN的電壓下,假設有一群質量不等但帶電量相同的粒子從S1射入經過S2進入磁場后偏轉,則能被收集的粒子的質量應滿足什么條件?(粒子間的相互作用忽略不計)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在 測定勻變速直線運動加速度實驗中得到的一條紙帶上,從O點開始記錄幾個計數點,依次編為12、34、56,這些相鄰的計數點之間還有四個點未畫出(打點計時器的電源頻率是50Hz,測得s1=1.22cm, s2=2.00cms3=2.78cm, s4=3.62cms5=4.40cm, s6=5.18cm..試根據紙帶求解以下問題:

1)接通電源與讓釋放紙帶,這兩個操作的先后順序應當是( )

A.先接通電源,后釋放紙帶

B.先釋放紙帶,后接通電源

C.釋放紙帶的同時接通電源

D.先接通電源或先釋放紙帶都可以

2)電火花計時器所使用的電源電壓是 V

3)與小車相連的是紙帶的 端(選填);

4)兩相鄰計數點間的時間間隔T= s ;

5A點處瞬時速度的大小 m/s;

6)利用逐差法求小車運動加速度的表達式為: ;(請用S1 S2、 S6T來表示)

7)求出的加速度的大小為:_ ___m/s2.(保留兩位有效數字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖1所示的實驗裝置研究小車速度隨時間變化的規律。

主要實驗步驟如下:

安裝好實驗器材。接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿長木板運動,重復幾次。

選出一條點跡清晰的紙帶,找一個合適的點當作計時起點Ot=0),然后每隔0.1s選取一個計數點,如圖2A、B、C、DE、F……所示。

通過測量、計算可以得到在打AB、CD、E……點時小車的速度,分別記作v1、v2、v3v4、v5……

以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系,在坐標紙上描點,如圖3所示。結合上述實驗步驟,請你完成下列問題:

(1)在下列儀器和器材中,還必須使用的有_______________(填選項前的字母)。

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝碼)

(2)對應的坐標點,并畫出vt圖像________。

(3)觀察vt圖像,可以判斷小車做勻變速直線運動,其依據是______。根據vt圖像計算出小車的加速度a=_______m/s2。(保留兩位有效數字)

(4)利用該裝置也可以完成“探究動能定理”的實驗。實驗中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正確操作方法是把長木板右端墊高,在不掛重物且_________(選填選項前的字母)的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經消除了摩擦力和其他阻力的影響。

A.計時器不打點

B.計時器打點

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