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为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长...

为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为6ec8aac122bd4f6e的粗糙倾斜轨道6ec8aac122bd4f6e,通过水平轨道6ec8aac122bd4f6e与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道6ec8aac122bd4f6e,整个轨道除6ec8aac122bd4f6e 段以外都是光滑的。其6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e 轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个小物块以初速度v0=4.0m/s从某一高处水平抛出,到6ec8aac122bd4f6e点时速度方向恰好沿6ec8aac122bd4f6e 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数 μ = 0.50.(6ec8aac122bd4f6e=10m/s2、sin37°=0.60、cos37°=0.80)

6ec8aac122bd4f6e

⑴求小物块到达6ec8aac122bd4f6e点时速度。

⑵要使小物块不离开轨道,并从轨道6ec8aac122bd4f6e滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?

⑶为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道6ec8aac122bd4f6e,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?

 

⑴vA= 5 m/s⑵R1 ≤ 0.66m⑶R2 ≥ 1.65m 【解析】⑴ 小物块先做平抛运动,然后恰好沿斜面AB方向滑下, 则vA = v0 / cos37°                  (2分) 得vA= 5 m/s,                     (1分) ⑵ 物体在斜面上到的摩擦力F f = μFN = μmgcos37°     设物块到达圆轨道最高点时的最小速度为v1,轨道半径为 R0, 则mg = mv12/R0                                        (1分) 物块从抛出到圆轨道最高点的过程中,根据动能定理有: mg(h + lsin37° – 2R0) – μmgcos37°·l = mv12/2 – mv02/2.             (2分) 联立上式,解得R0 = 0.66m                                    (1分) 若物块从水平轨道 DE 滑出,圆弧轨道的半径满足 R1 ≤ 0.66m     (1分) ⑶ 为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道 AB,则物块在轨道上上升的最大高度须小于或等于轨道的半径,设轨道半径的最小值为R′0,则 mg(h + lsin37°) – μmgcos37°·l – mg R′0 = 0 – mv02/2    (2分) 解得                         R′0= 1.65m                    (1分)   物块能够滑回倾斜轨道 AB,则 R2 ≥ 1.65m                    (1分) 其它列式正确同样给分 本题考查平抛运动规律,圆周运动规律、动能定理的应用,根据平抛运动规律起初A点速度,在最高点只有重力提供向心力速度大小,根据动能定理求半径R0
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考点分析:
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如图所示,A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5 m的1/4圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度E=5×103N/C.今有一质量为m=0.1 kg、带电荷量q=+8×10-5 C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05,取g=10 m/s2,求:

6ec8aac122bd4f6e

⑴小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力.

⑵小滑块在水平轨道上通过的总路程.

 

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我国登月嫦娥工程“嫦娥探月”已经进入实施阶段.设引力常数为G,月球质量为M,月球半径为r ,月球绕地球运转周期为T0,探测卫星在月球表面做匀速圆周运动,地球半径为R,地球表面的引力加速度为g,光速为c .求:

⑴卫星绕月运转周期T是多少?

⑵若地球基地对卫星进行测控,则地面发出信号后至少经多长时间才能收到卫星的反馈信号?

 

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探究能力是进行物理学研究的重要能力之一.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关.为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系,某同学采用了下述实验方法进行探究:如图所示,先让砂轮由动力带动匀速旋转,测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论.

经实验测得的几组ω和n如下表所示:

ω/(rad/s)

0.5

1

2

3

4

n

5.0

20

80

180

320

Ek/J

 

 

 

 

 

另外已测试砂轮转轴的直径为1 cm,转轴间的摩擦力为6ec8aac122bd4f6e N.

 6ec8aac122bd4f6e

⑴计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中.

⑵由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式为_____________________.

⑶若测得脱离动力后砂轮的角速度为5 rad/s,则它转过________圈时角速度将变为4 rad/s.

 

 

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⑴在用打点计时器“验证机械能守恒定律”的实验中,质量m=1.00 kg的重物拖着纸带做竖直下落运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点,如图所示,相邻计数点的时间间隔为0.04 s,P为纸带运动的起点,从P点到打下B点过程中物体重力势能的减少量ΔEp=___________J,在此过程中物体动能的增加量ΔEk=_________J.(已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2,答案保留三位有效数字).

⑵用v表示各计数点的速度,h表示各计数点到P点的距离,以 6ec8aac122bd4f6e 为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出 6ec8aac122bd4f6e-h的图线,若图线的斜率等于某个物理量的数值时,说明重物下落过程中机械能守恒,该物理量是______________.

6ec8aac122bd4f6e

 

 

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如图所示,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线

的延长线上有a、b两点.一正试探电荷以一定的初速度沿直线从

b点开始经a点向远处运动,其速度图象如图所示.则(    )

6ec8aac122bd4f6e

A.Q2一定带正电             B.Q2一定带负电

C.Q2电量一定大于Q1电量    D.Q2电量一定小于Q1电量

 

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