如图所示,为一传送装置,其中AB段粗糙,AB段长为L=0.2m,动摩擦因数,BC、DEN段均可视为光滑,且BC的始末端均水平,具有h=0.1m的高度差,DEN是半径为r=0.4m的半圆形轨道,其直径DN沿竖直方向,C位于DN竖直线上,CD间的距离恰能让小球自由通过,在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧,现有一可视为质点的小球,小球质量m=0.2kg,压缩轻质弹簧至A点后静止释放(小球和弹簧不黏连),小球刚好能沿DEN轨道滑下,求:
(1)小球刚好能通过D点时速度的大小.
(2)小球到达N点时速度的大小及受到轨道的支持力的大小
(3)压缩的弹簧所具有的弹性势能
(1)小球刚好能通过D点时速度的大小.
(2)小球到达N点时速度的大小及受到轨道的支持力的大小
(3)压缩的弹簧所具有的弹性势能
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更新时间:2016-12-08 19:57:34
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【推荐1】如图所示,质量为M的小车在水平面上以O点为圆心做匀速圆周运动,在小车的天花板上用轻细线悬一质量为m的小球,小球相对小车静止在图示位置P,Q为P正下方小车底板上的一点,已知,O、Q的水平距离为R,。
(1)求车轮受到沿半径方向的摩擦力大小。
(2)若某一时刻悬线断裂,小球落在小车底板上A点,试求A、Q间的距离。(线断后车仍以原速率做匀速圆周运动,且小球不与车壁碰撞)
(1)求车轮受到沿半径方向的摩擦力大小。
(2)若某一时刻悬线断裂,小球落在小车底板上A点,试求A、Q间的距离。(线断后车仍以原速率做匀速圆周运动,且小球不与车壁碰撞)
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【推荐2】如图所示,和两物块(可视为质点)放在转盘上,的质量为的质量为,的质量为2m,两者用长为的细绳连接,距转轴距离为,两物块与转盘间的动摩擦因数均为,整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动,开始时,细绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,重力加速度为,求:
(1)角速度为何值时,绳上刚好出现拉力;
(2)角速度为何值时,、开始与转盘发生相对滑动。
(1)角速度为何值时,绳上刚好出现拉力;
(2)角速度为何值时,、开始与转盘发生相对滑动。
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【推荐1】如图所示一长为L的绝缘竖直杆ABC固定在地面上,一带电荷量为+q、质量为m的圆环(可看作点电荷)套在杆的顶端A,在杆的底端C固定一点电荷,整个装置处于水平向右场强大小为E的匀强电场中,环与杆间的动摩擦因数为μ。现将环由静止释放,到达杆的中点B处时达到最大速度v。不计空气阻力,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)固定在C处的点电荷的电性及电荷量Q;
(2)A、B两点的电势差UAB;
(3)若圆环光滑,且把点电荷由C点移到杆的中垂线上某点,由静止释放圆环,圆环落地的速度v1。
(1)固定在C处的点电荷的电性及电荷量Q;
(2)A、B两点的电势差UAB;
(3)若圆环光滑,且把点电荷由C点移到杆的中垂线上某点,由静止释放圆环,圆环落地的速度v1。
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【推荐2】在竖直面内将一半圆形光滑导轨固定在A、B两点,导轨直径AB=2R,AB与竖直方向间的夹角为60°,在导轨上套一质量为m的光滑小圆环,一根光滑弹性轻质细绳穿过小圆环,其两端系于A、B两点,当小圆环位于A点正下方C点时,弹性细绳刚好为原长。现将小圆环从C点无初速度释放,小圆环沿轨道向下运动,记某时刻小圆环所在位置和圆心O的连线与OB的夹角为θ,重力加速度大小为g。
(1)如图1所示,当θ=60°时,求小圆环的速度v1的大小;
(2)如图2所示,若θ=90°时小圆环的速度大小为v2,求此时弹性细绳的弹性势能。
(1)如图1所示,当θ=60°时,求小圆环的速度v1的大小;
(2)如图2所示,若θ=90°时小圆环的速度大小为v2,求此时弹性细绳的弹性势能。
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【推荐3】如图所示的装置叫做阿特伍德机,是英国牧师、数学家、物理学家乔治•阿特伍德(G·Atwood,1746-1807)制作的力学实验装置。阿特伍德机的基本结构是在跨过定滑轮的轻绳两端悬挂两个质量相等的物块A和B,当在一物块B上附加另一小物块C时,B、C拖动A从静止开始做匀加速运动,经过一段时间后设法使附加物块C脱离B,随后A、B做匀速运动。已知物块A、B质量均为M,C的质量为m。实验中,测得B和C从静止开始向下加速运动的距离为h时,C脱离B,此后A、B做匀速运动,测得A和B匀速运动的速度为v。不计绳的伸长、绳和滑轮的质量、摩擦阻力和空气阻力。
(1)阿特伍德机的动力学研究:
a. 根据测得的h和v,求A、B和C一起加速运动时的加速度大小;
b. 根据牛顿第二定律,用题中条件M、m和重力加速度g推导出A、B和C一起加速运动时的加速度大小。
(2)阿特伍德机的能量研究:
a. 根据测得的h和v,求加速过程中绳子拉力对A做的功;
b. 根据动能定理,推导出v与h的关系。
(1)阿特伍德机的动力学研究:
a. 根据测得的h和v,求A、B和C一起加速运动时的加速度大小;
b. 根据牛顿第二定律,用题中条件M、m和重力加速度g推导出A、B和C一起加速运动时的加速度大小。
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b. 根据动能定理,推导出v与h的关系。
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【推荐1】某大型游乐设施的简化图如图所示.倾斜轨道AB的倾角θ=37°,安装在光滑水平轨道CD上、内侧光滑、半径为R=10m的竖直圆轨道在最低点M处相互错开(不考虑错位宽度),倾斜轨道和水平轨道在B、C两点平滑连接,水平轨道的右侧等高处装有水平传送带,传送带左端P点与水平轨道的右端D点相邻,传送带沿逆时针方向以一定大小的速度匀速转动,游乐者站在小滑板上(连同装备及小滑板的总质量为M=50kg),从倾斜轨道上某高处由静止滑下。已知小滑板与倾斜轨道间的动摩擦因数为μ1=0.25,与传送带间的动摩擦因数为μ2=0.5,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若游乐者经过圆轨道最高点N处时,对轨道的压力大小为500N,则游乐者从倾斜轨道由静止开始下滑时的高度h1为多少?
(2)若游乐者从倾斜轨道由静止开始下滑时的高度为第(1)问结果h1时,要保证游乐者不从传送带的右端Q处滑下,则传送带的长度L至少为多少?
(3)现在圆轨道的最高处N点通过特殊装置固定一质量为m=10kg的小物块,当游乐者从倾斜轨道上高h2=54.3m处由静止滑下,滑到N点时,迅速将小物块取起(取物时间极短,取物时固定装置迅速解锁),取物后游乐者与小物块结合为一个整体共同沿圆轨道运动,结合体进入传送带,已知传送带运动的速度大小v0=20m/s,若结合体滑离传送带时速度大小为v=20m/s,则传送带的长度可能为多少?
(1)若游乐者经过圆轨道最高点N处时,对轨道的压力大小为500N,则游乐者从倾斜轨道由静止开始下滑时的高度h1为多少?
(2)若游乐者从倾斜轨道由静止开始下滑时的高度为第(1)问结果h1时,要保证游乐者不从传送带的右端Q处滑下,则传送带的长度L至少为多少?
(3)现在圆轨道的最高处N点通过特殊装置固定一质量为m=10kg的小物块,当游乐者从倾斜轨道上高h2=54.3m处由静止滑下,滑到N点时,迅速将小物块取起(取物时间极短,取物时固定装置迅速解锁),取物后游乐者与小物块结合为一个整体共同沿圆轨道运动,结合体进入传送带,已知传送带运动的速度大小v0=20m/s,若结合体滑离传送带时速度大小为v=20m/s,则传送带的长度可能为多少?
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【推荐2】平板车P的质量为M,可看作质点的小物块Q的质量为m,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平地面上。一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计),今将小球拉至悬线与竖直方向成60°角的位置,由静止释放,小球到达最低点时与Q发生碰撞,且碰撞时间极短,无能量损失。已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的2倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M∶m=4∶1,重力加速度为g。求:
(1)小物块Q离开平板车时的速度大小;
(2)平板车P的长度.
(1)小物块Q离开平板车时的速度大小;
(2)平板车P的长度.
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【推荐3】如图所示为过山车简易模型,它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成,A点为圆形轨道最低点,B点为最高点,水平轨道PN右侧的光滑水平地面上井排放置两块木板c,d,两木板间相互接触但不粘连,木板上表面与水平轨道PN平齐,小滑块b放置在轨道AN上。现将小滑块a从P点以某一水平初速度v0向右运动,沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞,碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失,碰后a沿原路返回到B点时,对轨道压力恰好为0,碰后滑块b最终恰好没有离开木板d。已知小滑块a的质量为m=1kg,c、d两木板质量均为M=3kg。小滑块b的质量也为M=3kg,c木板长为L1=2m,圆形轨道半径为R=0.32m。滑块b方与两木板间动摩擦因数均为μ1=0.2,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小滑块a与小滑块b碰后,滑块b的速度大小;
(2)小滑块b刚离开长木板时c和b的速度大小以及木板d的长度;
(3)当木板d的长度为(2)中所求的值时,小滑块b刚滑上木板d时,木板d与地面间的动摩擦因数突然变为。试分析小滑块b能否与木板d保持相对静止。若能,求出小滑块距木板d右端的距离。若不能,求出小滑块b滑离木板d时,小滑块b和木板d的速度大小。
(1)小滑块a与小滑块b碰后,滑块b的速度大小;
(2)小滑块b刚离开长木板时c和b的速度大小以及木板d的长度;
(3)当木板d的长度为(2)中所求的值时,小滑块b刚滑上木板d时,木板d与地面间的动摩擦因数突然变为。试分析小滑块b能否与木板d保持相对静止。若能,求出小滑块距木板d右端的距离。若不能,求出小滑块b滑离木板d时,小滑块b和木板d的速度大小。
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