如图所示是一个过山车轨道模型,AB是一段与水平方向夹角为,长为的倾斜轨道,通过水平轨道BC(长度)与竖直圆轨道相连(轨道半径,圆轨道最低点C、G略有错开),出口为水平轨道GH,在GH的右端竖直挡板上固定着一个轻质弹簧,小球与BC轨道的动摩擦因数可以调节,整个轨道除BC段以外都是光滑的。一个质量的小球(可视为质点)以水平初速度从某一高处水平抛出,到A点时速度,方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知所有轨道转折处均有光滑微小圆弧相接,小球滑过时无机械能损失。g取,则:
(1)小球水平抛出的位置离A点的水平距离x多大?
(2)要让小球能第一次通过圆轨道的最高点E,动摩擦因数的最大值是多少?
(3)若小球从A进入轨道后一共能两次通过圆轨道的最高点E,且始终不脱离轨道,则动摩擦因数的取值应满足什么条件?
(1)小球水平抛出的位置离A点的水平距离x多大?
(2)要让小球能第一次通过圆轨道的最高点E,动摩擦因数的最大值是多少?
(3)若小球从A进入轨道后一共能两次通过圆轨道的最高点E,且始终不脱离轨道,则动摩擦因数的取值应满足什么条件?
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天津市杨柳青一中、咸水沽一中 、四十七中,一百中学四校2022-2023学年高一下学期期末联考物理试题江西省吉安市双校联盟2022-2023学年高一下学期期末物理试题(已下线)专题06 动能定理和机械能守恒-备战2023-2024学年高一物理下学期期末真题分类汇编(天津专用)
更新时间:2023-08-01 21:18:24
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,光滑水平桌面左侧和右侧各锁定一个半径的光滑圆弧轨道甲和乙,当轨道乙对地面的压力超过时,即可解除地面对轨道乙的锁定。轨道甲的圆心为O,圆弧的最高点为,与水平方向的夹角,为圆弧上的另一点,与水平方向的夹角,圆弧最低点C的切线水平,与放置在桌面上的长木板上表面等高。轨道乙是圆心为的四分之一圆弧,质量为,为圆弧的最高点,圆弧最低点D与C等高。一小球从A点以初速度水平向左抛出,恰好从点沿切线进入轨道甲,已知间的竖直高度,小球过B点后圆弧自动脱落且不影响之后所有物体的运动,小球在C点与放置在长木板左端的小铁块发生弹性正碰,碰撞时间极短。已知小球、铁块、长木板的质量分别为m、、,木板长度,铁块与木板右半部分的动摩擦因数是左半部分的一半,重力加速度为,小球与铁块都可以视为质点。当铁块滑到木板中央时恰与木板相对静止,当木板右端与轨道乙接触瞬间木板立即被锁定。在桌面上方与B等高的位置固定一足够大的水平网罩,网罩的左端M在O点正上方。
(1)求间的水平距离;
(2)求铁块与木板左半部分的动摩擦因数;
(3)判断小球和铁块C碰撞返回后能否到达B点,若能,判断能否落到网罩上;若不能,求小球脱离轨道的位置距C点的竖直高度;
(4)判断铁块能否滑离木板进入轨道乙若不能,求最终铁块到木板右端的距离;若能,求轨道乙获得的最大速度。
(1)求间的水平距离;
(2)求铁块与木板左半部分的动摩擦因数;
(3)判断小球和铁块C碰撞返回后能否到达B点,若能,判断能否落到网罩上;若不能,求小球脱离轨道的位置距C点的竖直高度;
(4)判断铁块能否滑离木板进入轨道乙若不能,求最终铁块到木板右端的距离;若能,求轨道乙获得的最大速度。
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(0.4)
名校
【推荐2】质量为的木块B上有一处于竖直平面内、半径的圆弧轨道为圆心,水平,最低点a到水平地面的高度。质量为的小球C(可视为质点)静止在a点处,质量的小滑块A静止在地面上。现对A施加一大小为324 N、方向水平向右的恒定推力F,A滑行距离时立即撤去力F,撤去后瞬间A与B发生弹性正碰(碰撞时间极短)。已知重力加速度g取,不计一切摩擦。求:
(1)A与B碰撞前A滑行的时间t和碰撞前瞬间A的速度大小;
(2)C离开a点后能上升的最大高度H;
(3)C在轨道上运动过程中相对地面的最大速度和C落地时与B右侧之间的距离x。
(1)A与B碰撞前A滑行的时间t和碰撞前瞬间A的速度大小;
(2)C离开a点后能上升的最大高度H;
(3)C在轨道上运动过程中相对地面的最大速度和C落地时与B右侧之间的距离x。
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(0.4)
名校
【推荐3】一平板车,质量 M=100kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高 度 h=1.25m,一质量 m=50kg 的物块置于车的平板上,它到车尾端的距离 b=1.00m, 与车板间的动摩擦因数μ =0.20.如图所示.今对平板车施一水平向右的恒力 F 使车向前行驶,结果物块从车板上滑落.物块刚离开车板的时刻,车向前行驶的 距离 s0=2.0m,不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦,取 g=10m/s2.求:
(1)水平向右的恒力 F 的大小;
(2)物块落地时,落地点到车尾的水平距离 s.
(1)水平向右的恒力 F 的大小;
(2)物块落地时,落地点到车尾的水平距离 s.
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块受到沿斜面向下的恒力F作用,从距离弹簧上端为处静止释放,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。
(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间;
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为,求滑块从静止释放到速度大小为的过程中弹簧的弹力所做的功W;
(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间;
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(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30°、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0.64kg、mC=0.50kg,其中A不带电,B、C的带电量分别为qB=+4.0×10-5C、qC=+2.0×10-5C且保持不变,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用.如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上做加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,g=10m/s2。求:
(1)未施加力F时物块B、C间的距离;
(2)t0时间内A上滑的距离;
(3)t0时间内库仑力做的功;
(4)力F对A物块做的总功.
(1)未施加力F时物块B、C间的距离;
(2)t0时间内A上滑的距离;
(3)t0时间内库仑力做的功;
(4)力F对A物块做的总功.
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(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,一个劲度系数非常大的弹簧(弹簧长度和弹开物块时弹簧作用时间均可以忽略不计)一端固定在倾角为的斜面底端。若将一质量为的滑块P从斜面上A点由静止释放,滑块与弹簧相互作用后,弹簧最大弹性势能为,滑块反弹后能沿斜面运动到的最高点为B(未在图中画出)。现锁定弹簧,使其弹性势能仍为(已知A点距弹簧自由端距离为8m,滑块P与粗糙斜面动摩擦因数,重力加速度,滑块可视为质点)求:
(1)滑块P在斜面上反弹到的最高点B与初始位置A的距离x1;
(2)现将一光滑滑块Q和滑块P并排紧挨着置于斜面底端弹簧处,P、Q质量相等,Q在下,P在上,然后解除弹簧锁定,P、Q沿斜面上滑的距离x2;
(3)若在问题(2)中的条件下,若P、Q在斜面上的运动过程中发生弹性碰撞,则第一次碰撞后P和Q的速度大小分别为多少;
(4)若在问题(2)中的条件下,若P、Q在斜面上的运动过程中发生完全非弹性碰撞,碰后两滑块成为一个整体,求滑块P在斜面上运动的总路程。
(1)滑块P在斜面上反弹到的最高点B与初始位置A的距离x1;
(2)现将一光滑滑块Q和滑块P并排紧挨着置于斜面底端弹簧处,P、Q质量相等,Q在下,P在上,然后解除弹簧锁定,P、Q沿斜面上滑的距离x2;
(3)若在问题(2)中的条件下,若P、Q在斜面上的运动过程中发生弹性碰撞,则第一次碰撞后P和Q的速度大小分别为多少;
(4)若在问题(2)中的条件下,若P、Q在斜面上的运动过程中发生完全非弹性碰撞,碰后两滑块成为一个整体,求滑块P在斜面上运动的总路程。
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