满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,...

manfen5.com 满分网如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1.0m,现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体,从D点的正上方E点处自由下落,DE距离h=1.6m,物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:
(1)物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力FN的大小;
(2)要使物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度LAB至少要多长;
(3)若斜面已经满足(2)要求,物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动,在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小.
(1)由机械能守恒可求得物体在C点的速度,C点物体做圆周运动,则由牛顿第二定律充当向心力可求得支持力; (2)要使物体不飞出,则到达A点时速度恰为零,则由动能定理可求得AB的长度; (3)由于摩擦力小于重力的分力,则物体不会停在斜面上,故最后物体将稳定在C为中心的圆形轨道上做往返运动,由功能关系可求得热量Q. 【解析】 (1)物体从E到C,由机械能守恒得:mg(h+R)=mvc2;     ① 在C点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m  ② 联立①、②解得支持力 FN=12.4N         ③ (2)从E~D~C~B~A过程,由动能定理得 WG-Wf=0                           ④ WG=mg[(h+Rcos37°)-LABsin37°]⑤ Wf=μmgcos37°LAB                  ⑥ 联立、④、⑤、⑥解得 斜面长度至少为:LAB=2.4m       ⑦ (3)因为,mgsin37°>μmgcos37°(或μ<tan37°) 所以,物体不会停在斜面上.物体最后以C为中心,B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动. 从E点开始直至稳定,系统因摩擦所产生的热量 Q=△EP                         ⑧ △EP=mg(h+Rcos37°)     ⑨ 联立⑥、⑦解得Q=4.8J    ⑩ 在运动过程中产生热量为4.8J.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
请完成以下两小题.
(1)某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
①你认为还需要的实验器材有   
②实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是    ,实验时首先要做的步骤是   
③在②的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为    用题中的字母表示实验中测量得到的物理量).
(2)2010年世博会在上海举行,本次世博会大量采用低碳环保技术,太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一.硅光电池是太阳能电池的一种,某同学为了测定该电池的电动势和内电阻,设计了如图甲所示电路.图中与A1串联的定值电阻的阻值为R,电流表视为理想电表,在一定强度的光照下进行下述实验(计算结果保留两位有效数字)
①闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表A1、A2的值I1、I2.为了作出此电池的
U-I曲线,需要计算出电路的路端电压U,则U=    (用题中所给字母表示)
②根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示,该电池的电动势E=    V,在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下,此电池的内 阻r=    Ω;
③若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻,此时对应的电池内 阻r=    Ω.
manfen5.com 满分网
manfen5.com 满分网 查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上,突然加一水平向右的匀强电场后,两小球A、B将由静止开始运动,在以后的运动过程中,对两小球A、B和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)( )
A.由于电场力对球A和球B做功为0,故小球电势能总和始终不变
B.由于两个小球所受电场力等大反向,故系统机械能守恒
C.当弹簧长度达到最大值时,系统机械能最大
D.当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时,系统动能最大
查看答案
在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环.规定导体环中电流的正方向如图1所示,磁场向上为正.当磁感应强度B随时间t按图2变化时,下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是( )
manfen5.com 满分网
A.manfen5.com 满分网
B.manfen5.com 满分网
C.manfen5.com 满分网
D.manfen5.com 满分网
查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220manfen5.com 满分网sin100πt(V),则( )
A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22V
B.当t=manfen5.com 满分网s时,c、d间的电压瞬时值为110V
C.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小
D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变小
查看答案
manfen5.com 满分网在光滑的绝缘水平面上,有一个正三角形abc,顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示,D点为正三角形外接圆的圆心,E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点,F点为E关于c电荷的对称点,则下列说法中正确的是( )
A.D点的电场强度为零、电势可能为零
B.E、F两点的电场强度等大反向、电势相等
C.E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D.若释放c电荷,c电荷将一直做加速运动(不计空气阻力)
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.