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题型: 多选题
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多选题

如图所示,水平传送带AB距离地面的高度为h,以恒定速率v0顺时针运行。甲、乙两相同滑块(视为质点)之间夹着一个压缩轻弹簧(长度不计),在AB的正中间位置轻放它们时,弹簧立即弹开,两滑块以相同的速率分别向左、右运动。下列判断正确的是(  )

A甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,且距释放点的水平距离可能相等

B甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧,但距释放点的水平距离一定不相等

C甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧,且距释放点的水平距离不相等

D若甲、乙滑块能落在传送带的同一侧,则所受摩擦力的功一定相等

正确答案

A,D
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题型:简答题
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简答题

如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1)。断开轻绳,棒和环自由下落。假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计。求:

(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度;

(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程S;

(3)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功W。

正确答案

解:(1)设棒第一次上升过程中,环的加速度为a,由牛顿第二定律得:

kmg-mg=ma

解得:a=(k-1)g,方向竖直向上

(2)设棒第一次落地的速度大小为v1

由机械能守恒得:

解得:

设棒弹起后的加速度为a,由牛顿第二定律得:

A=-(k+1)g

棒第一次弹起的最大高度为:

解得:

棒运动的路程为:

(3)解法一: 棒第一次弹起经过t1时间,与环达到相同速度v'1

环的速度:v'1=-v1+at1

棒的速度:v'1=v1+at1

环的位移:

棒的位移:

环第一次相对棒的位移为:

棒环一起下落至地:

解得:

同理,环第二次相对棒的位移为

……

环相对棒的总位移为:x=x1+x2+……+xn

摩擦力对棒及环做的总功为:

解法二: 设环相对棒滑动距离为l

根据能量守恒:

摩擦力对棒及环做的总功为:

解得:

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题型:简答题
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简答题

如图1所示,一个质量m=0.1 kg的正方形金属框总电阻R=0.5 Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为x,那么v2-x图象如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,金属框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。

(1)根据v2-x图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间t;

(2)求出斜面AA′B′B的倾斜角θ;

(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小。

正确答案

解:(1)由v2-x图象可知:

x1=0.9 m,v1=3 m/s,做匀加速运动;

x2=1.0 m,v1=3 m/s,做匀速运动;

x3=1.6 m,末速度v2=5 m/s,做匀加速运动

设线框在以上三段的运动时间分别为t1、t2、t3则x1v1t1,所以t1=0.6 s

x2=v1t2,所以t2s

x3(v1+v2)t3,t3=0.4 s

t=t1+t2+t3s

(2)线框加速下滑时,由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma

由a=5.0 m/s2得θ=53°

(3)线框通过磁场时,线框做匀速直线运动,线框受力平衡

+μmgcosθ=mgsinθ

线框的宽度L=d=0.5x2=0.5 m

得B=T

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简答题

如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平板光滑相接,平板长为2L,L=1m。其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1m。支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。问:

(1)在斜面上离平板高度为h0处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的摩擦因数μ=0.2。为使平板不翻转,h0最大为多少?

(2)如果斜面上的滑块离平板的高度为h1=0.45m,并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B,时间间隔为△t=0.2s,则B滑块滑上平板后多少时间,平板恰好翻转。(重力加速度g取10m/s2

正确答案

解:(1)设A滑到a处的速度为v0=

f=μN,N=mg,f=ma,a=μg ②

滑到板上离a点的是大距离为v02=2μgs0,s0=2gh0/2μg=h0/μ ③

A在板上不翻转应满足条件;摩擦力矩小于正压力力矩,即M摩擦≤M压力

μmgR≤mg(L-s0) ④

h0≤μ(L-μR)=0.2(1-0.2)=0.16m ⑤

(2)当h=0.45m,,vA=vB=3m/s ⑥

设B在平板上运动直到平板翻转的时刻为t,取△t=0.2s

sA=vA(t+△t)-μg(t+△t)2/2 ⑦'

SB=vBt-μgt2/2 ⑦

两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是2μmgR=mg(L-SA)+mg(L-SB)⑧

由⑦+⑦′式等于⑧式,得t=0.2S

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一木箱静止、在长平板车上,某时刻平板车以a = 2.5m/s2的加速度由静止开始向前做匀力―直线运动,当速度达到)V = 9m/s时改做匀速直线运动,己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ=0.225,箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等(g取10m/s2)。求:

(1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小;

(2)要使木箱不从平板车上滑落,木箱开始时距平板车末端的最小距离。

正确答案

解:

(1)设木箱的最大加速度为a',根据牛顿第二定律

解得

则木箱与平板车存在相对运动,所以车在加速过程中木箱的加速度为

(2)设平板车做匀加速直线运动的时间为,木箱与平板车达到共同速度的时间为

根据速度公式

达共同速度平板车的位移为

木箱的位移为

要使木箱不从平板车上滑落,木箱距平板车末端的最小距离满足

解①②③④⑤得

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