1.如圖所示,一根直桿由粗細(xì)相同的兩段構(gòu)成,其中AB段為長x1=5m的粗糙桿,BC段為長x2=1m的光滑桿.將桿與水平面成53°角固定在一塊彈性擋板上,在桿上套一質(zhì)量m=0.5kg、孔徑略大于桿直徑的圓環(huán).開始時,圓環(huán)靜止在桿底端A.現(xiàn)用沿桿向上的恒力F拉圓環(huán),當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到B點(diǎn)時撤去F,圓環(huán)剛好能到達(dá)頂端C,然后再沿桿下滑.已知圓環(huán)與AB段的動摩擦因數(shù)μ=0.1,g=10m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.試求:
(1)請畫出圓環(huán)從A上滑到B過程中的受力示意圖;
(2)拉力F的大;
(3)若不計(jì)圓環(huán)與擋板碰撞時的機(jī)械能損失,從圓環(huán)開始運(yùn)動到最終靜止的過程中在粗糙桿上所通過的總路程.

分析 (1)對圓環(huán)正確受力分析,然后作出受力分析圖.
(2)應(yīng)用動能定理可以求出拉力大。
(3)應(yīng)用動能定理可以求出圓環(huán)的路程.

解答 解:(1)圓環(huán)受力如圖所示:

(2)對圓環(huán)從A到C全過程由動能定理可得:
FxAB-mg(xAB+xBC)sin53°-μmgxABcos53°=0
解得:F=5.1N,
故拉力F的大小為5.1N.
(3)由于mgsin53°>μmgcos53°,所以圓環(huán)最后停在桿的底端A處,
設(shè)總路程為S,由動能定理可得FxAB-μmgScos53°=0,解得:S=85m,
故從圓環(huán)開始運(yùn)動到最終靜止的過程中,在粗糙桿上所通過的總路程為85m.
答:(1)受力如圖所示;
(2)拉力F的大小5.1N;
(3)從圓環(huán)開始運(yùn)動到最終靜止的過程中在粗糙桿上所通過的總路程85m.

點(diǎn)評 解決物理問題的關(guān)鍵在于正確分析物理過程和根據(jù)不同的物理過程選取相應(yīng)的物理規(guī)律求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.下列物理量在運(yùn)算過程中遵循平行四邊形定則的有(  )
a.時間  b.速度  c.質(zhì)量  d.路程  e.加速度  f.力.
A.1個B.2個C.3個D.4個

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.根據(jù)你對物理概念和規(guī)律的理解,下列說法中正確的是(  )
A.靜止的物體可能受滑動摩擦力作用,運(yùn)動的物體可以受靜摩擦力作用
B.槍膛中的子彈的加速度約為105m/s2,射出的速度可達(dá)1000m/s左右,所以加速度大,速度變化就越大
C.高速行駛的火車很難停下,所以速度越大物體的慣性越大
D.豎直上拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點(diǎn)時速度為零,加速度也為零

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.2014年10月22日,執(zhí)行探月工程三期再入返回飛行試驗(yàn)任務(wù)的嫦娥五號飛行試驗(yàn)器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射.據(jù)悉,這是嫦娥系列發(fā)射中首次需要返回地球的一次任務(wù),將為嫦娥五號飛行提供試驗(yàn)數(shù)據(jù),這是我國航天事業(yè)的又一成功.“嫦娥五號飛行試驗(yàn)器”圍繞月球的運(yùn)動可以看作勻速圓周運(yùn)動,萬有引力常量已知,如果在這次探測工程中要測量月球的質(zhì)量,則需要知道的物理量有( 。
A.“飛行試驗(yàn)器”的質(zhì)量和月球的半徑
B.“飛行試驗(yàn)器”繞月球運(yùn)動的周期和軌道半徑
C.月球的半徑和“飛行試驗(yàn)器”繞月球運(yùn)動的周期
D.“飛行試驗(yàn)器”的質(zhì)量、月球的半徑和“飛行試驗(yàn)器”繞月球運(yùn)動的周期

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.關(guān)于加速度,下列說法中正確的是( 。
A.有加速度的物體,其速度一定增加
B.沒有加速度的物體,其速度一定不變
C.物體的速度有變化,則一定有加速度
D.加速度為零,則物體的速度一定為零

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.一輛汽車從靜止開始由甲地出發(fā),沿平直公路開往乙地,汽車做勻加速直線運(yùn)動,接著做勻減速直線運(yùn)動,開到乙地剛好靜止,其v-t圖象如圖所示.那么在0~t0和t0~3t0兩段時間內(nèi)( 。
A.加速度大小之比為1:1,方向相同B.位移大小之比為2:1,方向相同
C.平均速度大小之比為2:1,方向相同D.平均速度大小之比為1:1,方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為m的重錘從高處由靜止開始下落,重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時器所打出一系列的點(diǎn),對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量就可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

如圖所示,選取紙帶打出的五個連續(xù)點(diǎn)A、B、C、D、E,測出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為S0,其余如圖,使用電源的頻率為f(頻率為周期的倒數(shù)),則打C點(diǎn)時重鍾的速度為$\frac{({s}_{1}+{s}_{2})•f}{4}$,打點(diǎn)計(jì)時器在打C點(diǎn)時重錘的動能為$\frac{1}{32}•m{f}^{2}{({s}_{1}+{s}_{2})}^{2}$,打點(diǎn)計(jì)時器在打O點(diǎn)和C點(diǎn)的這段時間內(nèi)重錘重力勢能的減少量為mg(S0+S1).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.如圖甲所示,兩平行金屬板間存在電壓U1=100V的電場,電場可看做是均勻的,且兩板外無電場,板長L=0.2m,板間距離d=0.2m.在金屬板右側(cè)有一邊界為MN的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場,MN與兩板中線OO′垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5×10-3T,方向垂直紙面向里.現(xiàn)有帶正電的粒子流沿兩板中線OO'連續(xù)射入電場中,已知每個粒子速度v0=105m/s,比荷$\frac{q}{m}$=108C/kg,重力忽略不計(jì).

(1)求這些粒子射出電場時沿場強(qiáng)方向的側(cè)移距離;
(2)求這些粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動的半徑;
(3)若將兩板間的電壓換成如圖乙所示的交變電壓,每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi),電場可視為是恒定不變的.證明:在任意時刻從電場射出的帶電粒子,進(jìn)人磁場時在MN上的入射點(diǎn)和在MN上的出射點(diǎn)的距離為定值,并推導(dǎo)出該距離的表達(dá)式.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為60kW,質(zhì)量為5t,汽車在運(yùn)動過程中所受阻力大小恒為車重的0.1倍.(g取10m/s2)求:
(1)若汽車以額定功率啟動,則汽車所能達(dá)到的最大速度是多少?當(dāng)汽車速度達(dá)到5m/s時,其加速度是多少?
(2)若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動,則這一過程能維持多長時間?這個過程中發(fā)動機(jī)的牽引力做了多少功?

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