高三物理解答题中等难度题
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
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(16分)如图所示,AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道,BC为光滑水平轨道,CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连,BC与弧CD相切。已知AB长为L=10m,倾角θ=37°,BC长s=m,CD弧的半径为R=m,O为其圆心,∠COD=143°。整个装置处在水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=1×103N/C。一质量为m=0.4kg、电荷量为q= +3×10 -3C的物体从A点以初速度vA=15m/s沿AB轨道开始运动。若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,物体运动过程中电荷量不变。求
(1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力对物体所做的总功;
(2)物体能否到达D点;
(3)物体离开CD轨道后运动的最高点相对于O点的水平距离x和竖直距离y。
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如图所示,AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道,BC为光滑水平轨道,CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连,BC与弧CD相切。已知AB长为L=10m,倾角θ=37°,BC长s=4m,CD弧的半径为R=2m,O为其圆心,∠COD=143°。整个装置处在水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=1×103N/C。一质量为m=0.4kg、电荷量为q=+3×10 -3C的物体从A点以初速度vA=15m/s沿AB轨道开始运动。若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,物体运动过程中电荷量不变。求
(1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力对物体所做的总功;
(2)物体在C点对轨道的压力为多少;
(3)用物理知识判断物体能否到达D点;
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如图所示,长度L=2m的水平轨道AB与傾角θ=37°的光滑固定倾斜轨道CD间用一段半径R=1m的光滑圆弧形轨道BC平滑连接(相切),并在倾斜轨道顶端D处固定一块垂直于轨道的挡板。现使一个质量m=0.8kg的小滑块(视为质点)在水平向右的恒力F作用下,从水平轨道左端A由静止开始沿轨道运动,已知小滑块与轨道AB段间的动摩擦因数µ=0.25,滑块到达D点与挡板发生碰撞过程中无机械能损失。第一次与挡板碰撞后,小滑块沿轨道回到水平轨道AB的中点时速度恰好为零。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)该水平恒力的大小F;
(2)小滑块第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小υ以及小滑块与挡板碰撞前瞬间的最小速度υmin(结果可保留根号);
(3)小滑块与挡板第三次碰撞后返回水平轨道向左运动的最远位置到B点的距离x以及小滑块在水平轨道AB段运动的总路程s。
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如图,倾斜轨道AB和光滑轨道BC固定在同一竖直平面内,两者间通过一小段长度不计的光滑弧形轨道相连,已知AB长L=7.80m,倾角θ=37°,BC弧的半径R=0.8m,O为圆心,∠BOC=143°,两个体积相同的小球P与Q、P球的质量mp=0.4kg;带正电的Q球静止于A点,质量mQ未知。其电荷量为q,整个装置处于水平向左的匀强电场中,场强天小E=3mQg/4q。不带电的小球P从某一位置以v0=8m/s的初速度水平抛出,运动到A点时速度恰好沿斜面向下与小球Q发生弹性正碰,且碰撞过程中无电荷转移。碰后Q球第一次通过过C点后落到斜面上的D点(未画出),BD=2.88m。若Q、P与轨道AB的动摩擦因数分别为μ1=0.2,μ2=0.8。小球Q运动过程中电荷量保持不变。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)。求:
(1)小球P的抛出点距A点的高度;
(2)小球Q运动到弧轨道最低点B时对轨道的压力是其重力的多少倍;
(3)小球Q的质量mQ。
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如图所示,倾斜轨道AB和光滑圆弧轨道BC固定在同一竖直平面内,两者间通过一小段长度不计的光滑弧形轨道相连,已知AB长L=7.80 m,倾角=37°,BC弧的半径R=0.8 m,O为圆心,∠BOC=143°.整个装置处于水平向左的匀强电场中(图中未画出),电场强度大小E=1×103 N/C.两个相同的绝缘小球P和Q,质量均为m=0.4 kg,带正电的小球Q静止在A点,其带电荷量q=3×10-3C,不带电的小球P从某一位置以v0=8 m/s的初速度水平抛出,运动到A点时恰好沿斜面向下与小球Q发生弹性正碰,且碰撞过程无电荷转移.若Q、P与轨道AB间的动摩擦因数分别为=0.2和=0.8,sin 37°=0.6,cos37=0.8,g取10 m/s2,小球Q运动过程中电荷量保持不变.求:
(1)小球P的抛出点距A点的高度;
(2)小球Q运动到圆弧轨道最低点B点时对轨道的压力;
(3)小球Q离开圆轨道后,第一次落到斜面上的位置距B点的距离.
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某实验小组的同学想利用刻度尺(无其他测量仪器)测出小滑块与桌面的动摩擦因数,小华同学的设计如图。倾斜的木板通过一小段弧形轨道与桌面连接,从木板上某一位置释放小滑块,小滑块从木板上滑下后沿桌面滑行,最终垂直桌面边缘水平抛出。测出木板底部离桌面边缘的距离L,桌面离地高度H,小滑块的落地点到桌子边缘的水平距离。改变倾斜的木板离桌子边缘的距离(不改变木板的倾斜程度),并保证每次从木板的同一位置释放小滑块。重复以上步骤进行多次测量并记录实验数据。
(1)利用图象法处理数据。若以L为纵轴,则应以_________为横轴,拟合直线。(在“, , , ”中选择填写)
(2)若图象横轴和纵轴上的截距分别为a和b,则求得________。
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