如图所示,光滑轨道槽ABCD与粗糙轨道槽GH(点G与点D在同一高度但不相交,FH与圆相切)通过光滑圆轨道EF平滑连接,组成一套完整的轨道,整个装置位于竖直平面内。现将一质量的小球甲从AB段距地面高处静止释放,与静止在水平轨道上、质量为1kg的小球乙发生完全弹性碰撞。碰后小球乙滑上右边斜面轨道并能通过轨道的最高点E点。已知CD、GH与水平面的夹角为θ=37°,GH段的动摩擦因数为μ=0.25,圆轨道的半径R=0.4m,E点离水平面的竖直高度为3R(E点为轨道的最高点),(,,)求两球碰撞后:
(1)小球乙第一次通过E点时对轨道的压力大小;
(2)小球乙沿GH段向上滑行后距离地面的最大高度;
(3)若将小球乙拿走,只将小球甲从AB段离地面h处自由释放后,小球甲又能沿原路径返回,试求h的取值范围。
高三物理解答题困难题
如图所示,光滑轨道槽ABCD与粗糙轨道槽GH(点G与点D在同一高度但不相交,FH与圆相切)通过光滑圆轨道EF平滑连接,组成一套完整的轨道,整个装置位于竖直平面内。现将一质量的小球甲从AB段距地面高处静止释放,与静止在水平轨道上、质量为1kg的小球乙发生完全弹性碰撞。碰后小球乙滑上右边斜面轨道并能通过轨道的最高点E点。已知CD、GH与水平面的夹角为θ=37°,GH段的动摩擦因数为μ=0.25,圆轨道的半径R=0.4m,E点离水平面的竖直高度为3R(E点为轨道的最高点),(,,)求两球碰撞后:
(1)小球乙第一次通过E点时对轨道的压力大小;
(2)小球乙沿GH段向上滑行后距离地面的最大高度;
(3)若将小球乙拿走,只将小球甲从AB段离地面h处自由释放后,小球甲又能沿原路径返回,试求h的取值范围。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,光滑斜面AB与一段粗糙的水平轨道BC通过光滑的圆弧平滑连接,水平轨道的右端与半径为R的光滑半圆弧轨道CDE相切。两质量相同的小物块P和Q分别置于斜面某一高度处和水平轨道的左端B点。现由静止释放P物块,当其滑至斜面底端通过光滑圆弧段之后与小物块Q发生碰撞,碰撞之后粘在一起沿水平轨道向右运动。已知两物块与水平轨道BC之间的动摩擦因数均为μ=0.5,BC长度为3R,重力加速度为g,两小物块均可视为质点。若两物块能到达圆弧轨道的最高点E,求小物块P释放点的最小高度h。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,半径R=2.8m的光滑半圆轨道BC与倾角的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内,两轨道间由一条光滑水平轨道AB相连,A处用光滑小圆弧轨道平滑连接,B处与圆轨道相切。在水平轨道上,两静止小球P,Q压紧轻质弹簧后用细线连在一起。某时刻剪断细线后,小球P向左运动到A点时,小球Q沿圆轨道到达C点;之后小球Q落到斜面上时恰好与沿斜面向下运动的小球P发生碰撞。已知小球P的质量ml=3.2kg,小球Q的质量m2=1 kg,小球P与斜面间的动摩擦因数,剪断细线前弹簧的弹性势能EP=1.68J,小球到达A点或B点时已和弹簧分离。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球Q运动到C点时的速度;
(2)小球P沿斜面上升的最大高度h;
(3)小球Q离开圆轨道后经过多长时间与小球P相碰。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,半径R=2.8m的光滑半圆轨道BC与倾角的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内,两轨道间由一条光滑水平轨道AB相连,A处用光滑小圆弧轨道平滑连接,B处与圆轨道相切。在水平轨道上,两静止小球P,Q压紧轻质弹簧后用细线连在一起。某时刻剪断细线后,小球P向左运动到A点时,小球Q沿圆轨道到达C点;之后小球Q落到斜面上时恰好与沿斜面向下运动的小球P发生碰撞。已知小球P的质量ml=3.2kg,小球Q的质量m2=1 kg,小球P与斜面间的动摩擦因数,剪断细线前弹簧的弹性势能EP=1.68J,小球到达A点或B点时已和弹簧分离。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球Q运动到C点时的速度;
(2)小球P沿斜面上升的最大高度h;
(3)小球Q离开圆轨道后经过多长时间与小球P相碰。
高三物理简答题极难题查看答案及解析
如图所示,DB为水平粗糙轨道,倾斜光滑直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上,DB与圆弧BC在B点相切,轨道DB与轨道BC平滑连接,且在同一竖直平面内。一质量m=0.4kg的小物块,在与水平面成某一夹角的拉力F作用下,以v0=2m/s的初速度,由D点运动到A点,到达A点时速度为v=10m/s。立即撤掉外力F,小物块继续沿轨道AB运动,并恰好能冲到轨道BC的最高点C点。己知D、A之间的距离L1=5m,DB之间的距离L2=21m,小物块与轨道DB之间的动摩擦因数为0.2。重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小物块受到的拉力F的最小值(结果保留1位有效数字)
(2)求倾斜轨道的高度
(3)求小物块从A到C的运动时间
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,整个轨道在同一竖直平面内,直轨道AB在底端通过一段光滑的曲线轨道与一个光滑的四分之一圆弧轨道CD平滑连接,圆弧轨道的最高点C与B点位于同一高度.圆弧半径为R,圆心O点恰在水平地面.一质量为m的滑块(视为质点)从A点由静止开始滑下,运动至C点时沿水平切线方向离开轨道,最后落在地面上的E点.已知A点距离水平地面的高度为H,OE=2R,重力加速度取g,不计空气阻力.求:
(1)滑块运动到C点时的速度大小vC;
(2)滑块运动过程中克服轨道摩擦力所做的功Wf;
(3)若滑块从直轨道上A′点由静止开始下滑,运动至C点时对轨道恰好无压力,则A′点距离水平地面的高度为多少?
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在同一水平面上,两条平行粗糙导轨MN、PQ的间距为L,水平轨道的左侧与两条竖直固定、半径为r的四分之一光滑圆弧轨道平滑相接,圆弧轨道的最低处与右侧水平直导轨相切于P、M两点,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻,在水平导轨左边宽度为d的MDCP矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现一金属杆沿着水平导轨以初速度v0从磁场边界CD向左滑入磁场中,并恰好能到达与圆心等高的位置EF,之后刚好能返回到右边界CD。已知金属杆的质量为m、接入电路的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为μ,金属杆在运动过程中始终与水平导轨垂直且接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小N;
(2)在整个过程中定值电阻产生的焦耳热Q;
(3)金属杆前、后两次穿越磁场区域所用时间之差。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在同一水平面上,两条平行粗糙导轨MN、PQ的间距为L,水平轨道的左侧与两条竖直固定、半径为r的四分之一光滑圆弧轨道平滑相接,圆弧轨道的最低处与右侧水平直导轨相切于P、M两点,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻,在水平导轨左边宽度为d的MDCP矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现一金属杆沿着水平导轨以初速度v0从磁场边界CD向左滑入磁场中,并恰好能到达与圆心等高的位置EF,之后刚好能返回到右边界CD。已知金属杆的质量为m、接入电路的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为μ,金属杆在运动过程中始终与水平导轨垂直且接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小N;
(2)在整个过程中定值电阻产生的焦耳热Q;
(3)金属杆前、后两次穿越磁场区域所用时间之差。
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如图所示,在同一水平面上,两条平行粗糙导轨MN、PQ的间距为L,水平轨道的左侧与两条竖直固定、半径为r的四分之一光滑圆弧轨道平滑相接,圆弧轨道的最低处与右侧水平直导轨相切于P、M两点,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻,在水平导轨左边宽度为d的MDCP矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现一金属杆沿着水平导轨以初速度v0从磁场边界CD向左滑入磁场中,并恰好能到达与圆心等高的位置EF,之后刚好能返回到右边界CD。已知金属杆的质量为m、接入电路的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为μ,金属杆在运动过程中始终与水平导轨垂直且接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小N;
(2)在整个过程中定值电阻产生的焦耳热Q;
(3)金属杆前、后两次穿越磁场区域所用时间之差。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图,半径R=2 m的光滑半圆轨道AC ,倾角为θ=37°的粗糙斜面轨道BD固定在同一竖直平面内 ,两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道AB相连,B处用光滑小圆弧平滑连接。在水平轨道上,用挡板将a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态,物块与弹簧不拴接。只放开左侧挡板,物块a恰好能通过半圆轨道最高点C;只放开右侧挡板,物块b恰好能到达斜面轨道最高点D。已知物块a 的质量为m1=5 kg,物块b的质量为m2=2.5kg,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,物块到达A点或B点之前已和弹簧分离。重力加速度g取10,sin37°=0.6,cos37°=0.8 。求:
(1)斜面轨道BD的高度h;
(2)现将a物块换成质量为M=2.5kg的物块p,用挡板重新将a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态,同时放开左右两挡板,物块b仍恰好能到达斜面轨道最高点D,求此问中弹簧储存的弹性势能以及物块p离开C后的落点到A的距离。
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