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【題目】如圖所示,光滑水平面上有一質量M=40kg的平板車,車的上表面右側是一段長L=10m的水平軌道,水平軌道左側是一半徑R=025m的1/4光滑圓弧軌道,圓弧軌道與水平軌道在O′點相切車右端固定一個尺寸可以忽略、處于鎖定狀態的壓縮彈簧,一質量m=10kg的小物塊可視為質點緊靠彈簧,小物塊與水平軌道間的動摩擦因數μ=05整個裝置處于靜止狀態現將彈簧解除鎖定,小物塊被彈出,恰能到達圓弧軌道的最高點A不考慮小物塊與輕彈簧碰撞時的能量損失,不計空氣阻力,取g=10m/s2求:

1解除鎖定前彈簧的彈性勢能;

2小物塊第二次經過O′點時的速度大。

3小物塊與車最終相對靜止時距O′點的距離

【答案】175J220m/s305m

【解析】

試題分析:1平板車和小物塊組成的系統,水平方向動量守恒,解除鎖定前,總動量為零,故小物塊到達圓弧最高點A時,二者的共同速度v=0

設彈簧解除鎖定前的彈性勢能為Ep,上述過程中系統能量守恒,則有

Ep=mgR+μmgL

代入數據解得 Ep=75J

2設小物塊第二次經過O'時的速度大小為vm,此時平板車的速度大小為vM,研究小物塊在平板車圓弧面上的下滑過程,由系統動量守恒和機械能守恒有0=mvm-MvM

mgRmvm2+MvM2

代入數據解得 vm=20m/s

3最終平板車和小物塊相對靜止時,二者的共同速度為0

設小物塊相對平板車滑動的路程為S,對系統由能量守恒有

Ep=μmgS

代入數據解得S=15m

則距O'點的距離x=S-L=05m

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物塊A放在直角三角形斜面體B上面,B放在輕彈簧上面并緊挨著豎直粗糙墻壁,處于靜止狀態;彈簧處于豎直,F用力F沿斜面向上推A,但A、B仍處于靜止狀態。下列說法正確的是

A. 施加F前,B可能受6個力

B. 施加F后,AB之間的摩擦力一定變小

C. 施加F后,B受到彈簧的彈力可能變小

D. 施加F之后,B與墻之間的摩擦力一定小于F

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【題目】甬溫線永嘉站至溫州南站間,北京南至福州的D301次列車與杭州至福州南的D3115次列車發生追尾事故,造成動車組運行以來的特重大鐵路交通事故。事故發生前D3115次列車正以36 km/h的速度勻速行駛,而D301次列車駛離永嘉站后,經過2分鐘車速達到216 km/h后,便開始勻速行駛。不幸的是幾分鐘后就發生了追尾事故。(認為列車運行軌道為平直的)

(1)如果認為D301次列車以恒定加速度由靜止駛離永嘉站,求D301的啟動加速度大小和加速距離。

(2)已知列車緊急制動的加速度大小為5 m/s2D301正常行駛后,為了避免事故發生,應在距離D3115至少多遠處開始剎車才有可能避免事故發生?

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【題目】水平面上兩列橫波發生干涉,用實線表示波峰,虛線表示波谷,畫出t=0時刻的俯視圖,如圖所示,已知兩波的波長都是0.2m,波速為1m/s,振幅為1cm,則:

A. 圖示時刻,A、B兩點間的豎直高度差為2cm

B. 圖示時刻,C點正在向下運動

C. t=0.05s時,A點處于平衡位置

D. t=0.05s時,B點處于平衡位置

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于做平拋運動的物體,正確的說法是( )

A. 加速度始終不變 B. 速度始終不變

C. 受力始終與運動方向垂直 D. 受力始終與運動方向平行

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【題目】如圖所示,一光滑水平桌面AB與一半徑為R的光滑半圓形軌道相切于C點,且兩者固定不動。一長L0.8 m的細繩,一端固定于O點,另一端系一個質量0.2 kg的小球。當小球在豎直方向靜止時,球對水平桌面的作用力剛好為零,F將球提起使細繩處于水平位置時無初速釋放。當小球擺至最低點時,細繩恰好被拉斷,此時小球恰好與放在桌面上的質量0.8 kg的小球正碰,碰后2 m/s的速度彈回, 將沿半圓形軌道運動。兩小球均可視為質點,取g=10 m/s2。求:

1)細繩所能承受的最大拉力為多大?

2在半圓形軌道最低點C點的速度為多大?

3)為了保證在半圓形軌道中運動時不脫離軌道,試討論半圓形軌道的半徑R應該滿足的條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用如圖(a)所示電路可以測量金屬絲的電阻率ρ,所用的實驗器材有:

待測的粗細均勻的電阻絲、電流表(量程0.6 A,內阻忽略不計)

電源(電動勢3.0 V,內阻r未知)、保護電阻(R04.0 Ω)

刻度尺、開關S、導線若干、滑片P

實驗步驟如下:

①用螺旋測微器測得電阻絲的直徑d如圖(b)所示。

②閉合開關,調節滑片P的位置,分別記錄每次實驗中aP長度x及對應的電流值I。

③以為縱坐標,x為橫坐標,作x圖線(用直線擬合)。

④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b

回答下列問題:

(1)螺旋測微器示數為d ________mm。

(2)用題中字母可求得x滿足的關系式為________。

(3)實驗得到的部分數據如下表所示,其中aP長度x0.30 m時電流表的示數如圖(a)所示,讀出數據,完成下表。①________;________。

x(m)

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

I(A)

0.49

0.43

0.33

0.31

0.28

(A1)

2.04

2.33

3.03

3.23

3.57

(4)在圖(b)的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖,根據圖線求得斜率k______1·m1,截距b________A1。(保留兩位小數)

(5)根據圖線求得電阻絲的電阻率ρ _______Ω·m,電源的內阻為r ________Ω。(保留一位小數)

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【題目】如圖,在一棵大樹下有張石凳子,上面水平擺放著一排香蕉。小猴子為了一次拿到更多的香蕉,它緊抓住軟藤擺下,同時樹上的老猴子向上拉動軟藤的另一端,使得小猴子到達石凳子時保持身體水平向右方向運動。已知老猴子以恒定大小的速率v拉動軟藤,當軟藤與豎直方向成θ角時,小猴子的水平運動速度大小為( )

A. vcosθ B. vsinθ C. D.

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【題目】中國運動員參加奧運蹦床比賽,取得驕人的成績.運動員從接觸蹦床至運動到最低點的過程中(不計空氣阻力),下列說法正確的是( )

A. 運動員的機械能先增大后減小

B. 運動員的動量先減小后增大

C. 運動員所受重力的沖量小于運動員所受彈力的沖量

D. 只有重力和蹦床彈力對運動員做功,運動員的機械能守恒

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