如图1所示,一倾角为θ=37°、高为h=0.3m的斜面固定在水平面上,一可视为质点质量为m=1kg,带电荷量q=+0.02C的物块放在斜面顶端,距斜面底端L=0.6m处有一竖直放置的光滑半圆轨道,半径为R=0.2m,半圆轨道底端有一质量M=1kg可视为的质点的绝缘小球,半圆轨道底端与斜面底端之间存在如图2所示的变化电场(水平向右为正方向,图1中O点对应坐标原点,虚线与坐标轴轴围成的图形是椭圆一部分,椭圆面积公式,a、b分别为半长轴和半短轴)。现给物块一沿斜面向下的初速度,物块运动到半圆轨道处与小球发生对心弹性碰撞,不计物块经过斜面底端时的能量损失,已知物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度,。
(1)若小球不脱离半圆轨道,求物块在斜面顶端释放的初速度范围;
(2)若小球能通过最高点,并垂直打在斜面上,求小球离开半圆轨道时的速度及小球打在斜面上的位置。
高三物理解答题中等难度题
如图1所示,一倾角为θ=37°、高为h=0.3m的斜面固定在水平面上,一可视为质点质量为m=1kg,带电荷量q=+0.02C的物块放在斜面顶端,距斜面底端L=0.6m处有一竖直放置的光滑半圆轨道,半径为R=0.2m,半圆轨道底端有一质量M=1kg可视为的质点的绝缘小球,半圆轨道底端与斜面底端之间存在如图2所示的变化电场(水平向右为正方向,图1中O点对应坐标原点,虚线与坐标轴轴围成的图形是椭圆一部分,椭圆面积公式,a、b分别为半长轴和半短轴)。现给物块一沿斜面向下的初速度,物块运动到半圆轨道处与小球发生对心弹性碰撞,不计物块经过斜面底端时的能量损失,已知物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度,。
(1)若小球不脱离半圆轨道,求物块在斜面顶端释放的初速度范围;
(2)若小球能通过最高点,并垂直打在斜面上,求小球离开半圆轨道时的速度及小球打在斜面上的位置。
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如图所示,倾角=37°的斜面固定在水平面上,质量为m=1kg的滑块(可视为质点)由斜面上最低点P以初动能Ek0=20J沿斜面向上运动,当其向上经过A点时动能EkA=8J,机械能的变化量△E机=-3J。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)物块所受摩擦力的大小;
(2)物块回到P点时速度的大小。
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如图所示,倾角=37°的斜面固定在水平面上,质量为m=1kg的滑块(可视为质点)由斜面上最低点P以初动能Ek0=20J沿斜面向上运动,当其向上经过A点时动能EkA=8J,机械能的变化量△E机=-3J.重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)物块所受摩擦力的大小;
(2)物块回到P点时速度的大小。
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如图所示,倾角为37°的斜面通过一小段光滑水平面BC与光滑竖直半圆形轨道CD相连,斜面和半圆形轨道固定在水平面上,C点和D点分别为半圆形轨道的最低点和最高点,一质量为m=1kg的滑块(可视为质点)从斜面的A点由静止开始下滑,经过半圆形轨道的最高点后垂直打在斜面的E点,已知E点与圆心O等高,滑块从A点运动到斜面低端B点所用的时间为t=3.2s,半圆形轨道的半径为R=0.8m,不计空气阻力,滑块通过B点时无能力损失, , , ,求:
(1)滑块到达C点时对轨道的压力大小;
(2)滑块与斜面的动摩擦因数μ;
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(9分)如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平地面上,一个质量为1kg的小物体(可视为质点)以8.0m/s的初速度由底端冲上斜面,已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)物体沿斜面向上运动时的加速度;
(2)若使物体不至滑出斜面,斜面的最小长度;
(3)物体再次回到斜面底端时的动能。
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(18分)
如图甲所示,倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数N/m,当t=0.14s时,滑块的速度v1=2.0m/s。g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。求:
(1)斜面对滑块摩擦力的大小f;
(2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d;
(3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W。
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(18分)
如图甲所示,倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数N/m,当t=0.14s时,滑块的速度v1=2.0m/s。g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。求:
(1)斜面对滑块摩擦力的大小f;
(2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d;
(3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W。
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如图甲所示,倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数N/m,当t=0.14s时,滑块的速度v1=2.0m/s。g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。求:
图甲 图乙
(1)斜面对滑块摩擦力的大小f;
(2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d;
(3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W。
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如图所示,固定于水平面上、倾角θ=37°的光滑斜面底端固定一轻弹簧,劲度系数k=40N/m.将一质量为m=0.2kg的物块(可视为质点),放置在质量M=0.8kg的木板上,木板和物块一起自斜面顶端由静止释放.当木板的下端到达A点时,弹簧的压缩量x1=0.1m,木板正处在加速下滑的过程中,速度v0=1m/s,此时物块刚好相对木板开始滑动;木板继续向下运动,其下端到达B点时,木板处于平衡状态,物块恰好将滑离木板(滑离后物块未触及弹簧和斜面).设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)木板下端首次到达A点时,木板的加速度a的大小.
(2)物块与木板间的动摩擦因数μ;
(3)木板下端再次返回到A点时,木板的速度v0.(结果可保留根号)
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如图所示,水平面上固定一倾角为37°的足够长斜面,有一质量M=1 kg的木板以v0=3 m/s的速度沿斜面匀速下滑。现将一质量m=0.5 kg的小木块(可视为质点)轻轻地放到木板中央,最后木块刚好没有从木板上滑出来。已知木块与木板间的动摩擦因数μ1=0.5,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2。
(1)证明木块与木板组成的系统动量守恒,并求两者最终的共同速度v的大小;
(2)求木板的长度L;
(3)求从木块放到木板上到两者相对静止过程系统产生的总热量Q。
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