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质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑的圆弧轨道下滑。B、C为圆弧的两端点,其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角,轨道最低点为O,A点距水平面的高度h=0.8m,小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,0.8s后经过D点,物块与斜面间的动摩擦因数为 (g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:

(1)小物块离开A点时的水平初速度v1
(2)小物块经过O点时对轨道的压力; 
(3)假设小物块与传送带间的动摩擦因数为0.3,传送带的速度为5m/s,则PA间的距离是多少?(用动能定理解答)
(4)斜面上CD间的距离。
(1)  (2)  (3)   (4)

试题分析:(1)对小物块进行分析,由A到B做平抛运动,在竖直方向上有: 
在B点,  解得:
(2)对小物块进行分析,由B到O过程,由动能定理得:

其中
在O点,由牛顿第二定律得:
以上各式联立解得: 方向竖直向上
由牛顿第三定律知小物块经过O点时对轨道的压力大小为,方向竖直向下。
(3)对于小物块在传送带上加速过程,由牛顿第二定律得:
由于,故小物块由P到A过程一直做匀加速运动,设PA间的距离是为,由运动学公式得
联立解得
(4)小物块沿斜面上滑时,由牛顿第二定律有,
解得
小物块沿斜面下滑时,由牛顿第二定律有,
解得
由机械能守恒定律可知,
小物块由C上升到最高点历时
小物块由最高点回到D点历时
故斜面上CD间的距离  解得: 
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(13分)如图所示,边长为L的正方形导线框abcd,质量为m、电阻为R,垂直纸面向外的匀强磁场区域宽度为H(H>L),磁感应强度为B. 线框竖直上抛,线框ab边向上离开磁场时的速率是进入磁场时速率的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进入磁场.不计空气阻力,整个运动过程中线框不转动.求线框向上

(1)ab边离开磁场时的速率;
(2)通过磁场过程中安培力所做的功;
(3)完全进入磁场过程中所通过横截面的电荷量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,半径R="0.5" m的1/4圆弧接受屏位于电场强度方向向下的匀强电场中,OB水平,一质量为m=10-4kg,带电荷量为q=8.0×10-5 C的粒子从与圆弧圆心O等高且距O点0.3m的A点以初速度v0="3" m/s水平射出,粒子重力不计,粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出),取C点电势=0,则
A.该匀强电场的电场强度E="100" V/mB.粒子在A点的电势能为8×10-5 J
C.粒子到达C点的速度大小为m/sD.粒子速率为4m/s时的电势能为4.5×10-4 J

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

物体受到合力F的作用,由静止开始运动,力F随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是(  )
A.该物体将始终向一个方向运动
B.3 s末该物体回到原出发点
C.0~3 s内,力F的冲量等于零,功也等于零
D.2~4 s内,力F的冲量不等于零,功却等于零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是:
①找一段平直的路面,并在路面上画一道起点线;
②骑上自行车用较快速度驶过起点线,并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥;
③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬,让车依靠惯性沿直线继续前进;
④待车停下,记录自行车停下时的位置;
⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离、起点线到终点的距离及车把手处离地高度
若自行车在行驶中所受的阻力为并保持恒定。
(1)自行车经过起点线时的速度     ;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(2)自行车经过起点线后克服阻力做功     ;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(3)多次改变自行车经过起点时的初速度,重复上述实验步骤②~④,则每次只需测量上述物理量中的          ,就能通过数据分析达到实验目的。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)某校课外兴趣小组正在进行遥控电动小车性能测试,如图所示,AB段是粗糙的水平路面,长s=7.5m,在AB段小车受到的阻力为车重的0.1倍;BCD是一段半径R=4 m的光滑圆弧路面,最高点C, 圆心O,∠BOC=37°。若小车的质量为m=2kg,保持小车功率P=10W不变,自A点由静止开始运动,在AB段达到最大速度后,并保持此速度匀速运动到B点,这时,停止遥控(关闭小车上的电动机),而让小车继续沿光滑圆弧路面滑行。(不计小车经过B点时的能量损失,取g=10m/s2,已知sin37°=0.6;cos37°=0.8)。求:


(1)小车在AB段运动的最大速度大小;
(2)小车到达C点时速度的大小;
(3)小车在AB段运动的时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题


已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a所示),以此时为t=0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系,如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小v1>v2),已知传送带的速度保持不变(g取10 m/s2),则
A.0~t1内,物块对传送带做正功
B.物块与传送带间的动摩擦因数为μ,μ<tanθ
C.0~t2内,传送带对物块做功为
D.系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图,匀强磁场垂直铜环所在的平面,导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处,另一端紧贴圆环,可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路,R1、R2是定值电阻.带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点,被拉起到水平位置;合上开关K,无初速度释放小球,小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧.
已知:磁感应强度为B;a的角速度大小为ω,长度为l,电阻为r;R1=R2=2r,铜环电阻不计;P、Q两板间距为d;带电的质量为m、电量为q;重力加速度为g.求:
(1)a匀速转动的方向;
(2)P、Q间电场强度E的大小;
(3)小球通过N点时对细线拉力T的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过时间t回到出发点,若以地面为零势能面,物体回到出发点的动能为     ;撤去力F时物体的重力势能为     

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