【題目】如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，其中ABC為光滑半圓形軌道，半徑為R，CD為水平粗糙軌道，一質(zhì)量為m的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓軌道中點(diǎn)B由靜止釋放，滑至D點(diǎn)恰好靜止，CD間距為5R．已知重力加速度為g．求：

（1）小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力N的大小；

（2）小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

（3）現(xiàn)使小滑塊在D點(diǎn)獲得一初動(dòng)能Ek，使它向左運(yùn)動(dòng)沖上圓軌道，恰好能通過最高點(diǎn)A，求小滑塊在D點(diǎn)獲得的初動(dòng)能Ek．

【答案】（1）3mg （2）0.2 （3）3.5mgR

【解析】

（1）小滑塊在光滑半圓軌道上運(yùn)動(dòng)只有重力做功，故機(jī)械能守恒，設(shè)小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：

在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：

聯(lián)立解得：

根據(jù)牛頓第三定律，小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓軌道壓力的大小

（2）小滑塊從B到D的過程中只有重力、摩擦力做功根據(jù)動(dòng)能定理得：

解得：

（3）根據(jù)題意，小滑塊恰好能通過圓軌道的最高點(diǎn)A，設(shè)小滑塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度為

此時(shí)重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：

小滑塊從D到A的過程中只有重力、摩擦力做功根據(jù)動(dòng)能定理得：

解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)準(zhǔn)備測定一電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻．

(1)先用多用電表“直流2.5 V擋”粗測該電池電動(dòng)勢，讀數(shù)為________V.

(2)為較精確測量電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了圖所示的電路．其中定值電阻R約為3 Ω，標(biāo)有長度刻度電阻絲ac每單位長度電阻為R0，電流表內(nèi)阻不計(jì)．根據(jù)圖完成圖中實(shí)物連線____．

(3) 閉合開關(guān)S，滑動(dòng)觸點(diǎn)P，記錄aP的長度L和相應(yīng)電流表的示數(shù)I，測得幾組L、I值．以為縱坐標(biāo)，L為橫坐標(biāo)，作出如圖丙所示的圖象，已知圖象斜率為k，圖象與縱軸截距為b，由此可求得電池電動(dòng)勢E＝________，內(nèi)阻r＝________．(用題中字母k、b、R、R0表示)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】人們對(duì)電場的認(rèn)識(shí)是不斷豐富的，麥克斯韋經(jīng)典電磁場理論指出，除靜止電荷產(chǎn)生的靜電場外，變化的磁場還會(huì)產(chǎn)生感生電場。靜電場和感生電場既有相似之處，又有區(qū)別。電子質(zhì)量為，電荷量為。請(qǐng)分析以下問題。

(1)如圖1所示，在金屬絲和金屬板之間加以電壓，金屬絲和金屬板之間會(huì)產(chǎn)生靜電場，金屬絲發(fā)射出的電子在靜電場中加速后，從金屬板的小孔穿出。忽略電子剛剛離開金屬絲時(shí)的速度，求電子穿出金屬板時(shí)的速度大小v；

(2)電子感應(yīng)加速器是利用感生電場加速電子的裝置，其基本原理如圖2所示。上圖為側(cè)視圖，為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一環(huán)形真空室，下圖為真空室的俯視圖。電磁鐵線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的感生電場可以使電子在真空室中加速運(yùn)動(dòng)。

a.如果電子做半徑不變的變加速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為，電子軌跡所在處的感生電場的場強(qiáng)大小恒為，方向沿軌跡切線方向。求初速為的電子經(jīng)時(shí)間獲得的動(dòng)能及此時(shí)電子所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

b.在靜電場中，由于靜電力做的功與電荷運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)，電荷在靜電場中具有電勢能，電場中某點(diǎn)的電荷的電勢能與它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電勢。試分析說明對(duì)加速電子的感生電場是否可以引入電勢概念。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動(dòng)中：

(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將實(shí)驗(yàn)器材組裝成如圖1所示。請(qǐng)你指出該裝置中兩處錯(cuò)誤或不妥之處：

①______________________；

②_________________________；

(2)改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)。圖2是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可算得小車的加速度a為____m/s2；（圖中數(shù)據(jù)單位均為cm，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

(3)為保證繩子對(duì)小車的拉力約等于沙桶和沙子的重力mg，則沙桶和沙子的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的關(guān)系是：______；

(4) 驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，由于沒有注意始終滿足(3)中的條件，結(jié)果得到的圖像應(yīng)是圖中的（____）

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于下列電阻和電阻率的說法正確的是（ ）

A. 把一根均勻?qū)Ь�分成等長的兩段，則每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉淼囊话搿?/span>

B. 由可知，ρ∝R，

C. 所有材料的電阻率隨溫度的升高而增大

D. 對(duì)某一確定的導(dǎo)體當(dāng)溫度升高時(shí)，若不計(jì)導(dǎo)體的體積和形狀變化，發(fā)現(xiàn)它電阻增大，說明該導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直光滑桿固定不動(dòng)，套在桿上的彈簧下端固定，將套在桿上的滑塊向下壓縮彈簧至離地高度h=0.1m處，滑塊與彈簧不拴接。現(xiàn)由靜止釋放滑塊，通過傳感器測量到滑塊的速度和離地高度h并作出滑塊的Ek-h圖象。其中高度從0.2m上升到0.35m范圍內(nèi)圖象為直線，其余部分為曲線，以地面為零勢能面，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，由圖象可知（　�。�

A.小滑塊的質(zhì)量為0.2kg

B.彈簧的勁度系數(shù)為2.5N/m，最大彈性勢能為0.5J

C.小滑塊運(yùn)動(dòng)過程中先加速再減速。在加速過程中，有加速度大小等于g的位置

D.小滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小為0.18J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小車將一質(zhì)量為的物體從井中拉出，繩與汽車連接點(diǎn)距滑輪頂點(diǎn)高為，開始時(shí)汽車靜止于點(diǎn)，且滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車以速度水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至細(xì)繩與水平方向的夾角時(shí)，（不計(jì)一切摩擦）則（　　）

A.運(yùn)動(dòng)過程中，物體一直做減速運(yùn)動(dòng)

B.在繩與水平方向的夾角為時(shí)，物體上升的速度為

C.從運(yùn)動(dòng)到繩與水平方向的夾角為過程中，拉力對(duì)物體做功

D.在繩與水平方向的夾角為時(shí)，拉力做功大于

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究加速度與合外力的關(guān)系.小車質(zhì)量為M，砂桶和砂的總質(zhì)量為m，通過改變m來改變小車所受的合外力大小，小車的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出.現(xiàn)保持小車質(zhì)量M不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值(F為彈簧測力計(jì)的示數(shù)).

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了如圖乙所示的一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，其中縱軸為小車的加速度大小，橫軸應(yīng)為________(選填字母代號(hào))

A. B. C.mg D.F

(2)砂桶和砂的總質(zhì)量較大導(dǎo)致a較大時(shí)，關(guān)于圖乙的說法，正確的是___. (選填字母代號(hào))

A.圖線逐漸偏向縱軸 B.圖線逐漸偏向橫軸 C.圖線仍保持原方向不變

(3)圖為上述實(shí)驗(yàn)中打下的一條紙帶，A點(diǎn)為小車剛釋放時(shí)打下的起始點(diǎn)，每兩點(diǎn)間還有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 Hz，則C點(diǎn)的速度為________ m/s，小車的加速度為________ m/s2.(以上兩空均保留一位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電荷量為+q的點(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心，垂線上的a、b兩點(diǎn)關(guān)于薄板對(duì)稱，到薄板的距離都是d．若圖中b點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，則a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向分別為（靜電力常數(shù)k）（　　）

A. kq/d2，垂直薄板向左 B. 8kq/9d2，垂直薄板向左

C. 10kq/9d2，垂直薄板向左 D. kq/9d2，垂直薄板向左

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案