如图所示,光滑固定轨道ABCD上有两个可视为质点的滑块,滑块中间有一压缩弹簧且与两物体不拴连,左侧物体质量m1未知,右侧物体质量,轨道右侧为半径的半圆弧AB,A为圆弧最高点,B为最低点和水平面相切,左侧轨道CD为一半径为且圆心角的圆弧,转轮大小可忽略不计的粗糙的传送带EF长L=3m与水平面也成θ角,传送带沿斜面向上始终以匀速运动,传送带上表面与左端圆弧末端D点相切且刚好无弹力接触。现将两物体同时在水平轨道上由静止释放,若弹簧的弹性势能完全转化为两物体的动能,弹簧恢复原长前两物体并未进入圆弧轨道,最终m2恰好能通过右侧半圆弧A点,m1通过圆弧轨道CD滑上传送带,在传送带上一直做匀变速运动且到达F点时速度大小,m1通过传送带EF的过程中,系统摩擦生热量Q与m1的机械能变化量ΔE刚好相等,g=10m/s,sinθ=0.6,cosθ=0.8.求:
(1)m2到达B点时的速度大小vB;
(2)弹簧初始状态具有的弹性势能Ep;
(3)m1通过传送带EF的过程中,电动机额外消耗的电能上为多少。
高三物理解答题中等难度题
如图所示,光滑固定轨道ABCD上有两个可视为质点的滑块,滑块中间有一压缩弹簧且与两物体不拴连,左侧物体质量m1未知,右侧物体质量,轨道右侧为半径的半圆弧AB,A为圆弧最高点,B为最低点和水平面相切,左侧轨道CD为一半径为且圆心角的圆弧,转轮大小可忽略不计的粗糙的传送带EF长L=3m与水平面也成θ角,传送带沿斜面向上始终以匀速运动,传送带上表面与左端圆弧末端D点相切且刚好无弹力接触。现将两物体同时在水平轨道上由静止释放,若弹簧的弹性势能完全转化为两物体的动能,弹簧恢复原长前两物体并未进入圆弧轨道,最终m2恰好能通过右侧半圆弧A点,m1通过圆弧轨道CD滑上传送带,在传送带上一直做匀变速运动且到达F点时速度大小,m1通过传送带EF的过程中,系统摩擦生热量Q与m1的机械能变化量ΔE刚好相等,g=10m/s,sinθ=0.6,cosθ=0.8.求:
(1)m2到达B点时的速度大小vB;
(2)弹簧初始状态具有的弹性势能Ep;
(3)m1通过传送带EF的过程中,电动机额外消耗的电能上为多少。
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在光滑的水平面上,有一质量M=2kg的平板车,其右端固定一挡板,挡板上固定一根轻质弹簧,在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块,其质量m=2kg。平板车表面上Q处的左侧粗糙,右侧光滑,且PQ间的距离L=2m,如图所示。某时刻平板车以速度v1=1m/s向左滑行,同时小滑块以速度v2=5m/s向右滑行。一段时间后,小滑块与平板车达到相对静止,此时小滑块与Q点相距L/4(g取10m/s2)
(1)求当二者处于相对静止时的速度大小和方向;
(2)求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数;
(3)若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物(图中未画出),平板车与它碰后以原速率反弹,碰撞时间极短,且碰后立即撤去该障碍物,求小滑块最终停在平板车上的位置。
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在光滑的水平面上,有一质量M=2kg的平板车,其右端固定一挡板,挡板上固定一根轻质弹簧,在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块,其质量m=2kg。平板车表面上Q处的左侧粗糙,右侧光滑,且PQ间的距离L=2m,如图所示。某时刻平板车以速度v1=1m/s向左滑行,同时小滑块以速度v2=5m/s向右滑行。一段时间后,小滑块与平板车达到相对静止,此时小滑块与Q点相距L/4(g取10m/s2)
(1)求当二者处于相对静止时的速度大小和方向;
(2)求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数;
(3)若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物(图中未画出),平板车与它碰后以原速率反弹,碰撞时间极短,且碰后立即撤去该障碍物,求小滑块最终停在平板车上的位置。
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在光滑的水平面上,有一质量M=2kg的平板车,其右端固定一挡板,挡板上固定一根轻质弹簧,在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块,其质量m=2kg。平板车表面上Q处的左侧粗糙,右侧光滑,且PQ间的距离L=2m,如下图所示。某时刻平板车以速度v1=1m/s向左滑行,同时小滑块以速度v2=5m/s向右滑行。一段时间后,小滑块与平板车达到相对静止,此时小滑块与Q点相距。(g取10m/s2)
(1)求当二者处于相对静止时的速度大小和方向;
(2)求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数;
(3)若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物(图中未画出),平板车与它碰后以原速率反弹,碰撞时间极短,且碰后立即撤去该障碍物,求小滑块最终停在平板车上的位置。(计算结果保留两位有效数字)
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在光滑的水平面上,有一质量M=2kg的平板车,其右端固定一挡板,挡板上固定一根轻质弹簧,在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块,其质量m=2kg。平板车表面上Q处的左侧粗糙,右侧光滑,且PQ间的距离L=2m,如下图所示。某时刻平板车以速度v1=1m/s向左滑行,同时小滑块以速度v2=5m/s向右滑行。一段时间后,小滑块与平板车达到相对静止,此时小滑块与Q点相距。(g取10m/s2)
(1)求当二者处于相对静止时的速度大小和方向;
(2)求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数;
(3)若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物(图中未画出),平板车与它碰后以原速率反弹,碰撞时间极短,且碰后立即撤去该障碍物,求小滑块最终停在平板车上的位置。(计算结果保留两位有效数字)
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如图所示,半径R=2m的四分之一圆弧轨道AB固定在水平面上,左端固定有轻弹簧的长木板放置在光滑水平面上,紧靠圆弧轨道末端且上表面与轨道末端平齐,木板右侧CD段粗糙,左侧光滑。质量m=2kg的小滑块从轨道A端静止释放,滑块运动到圆弧轨道末端B点时对轨道的压力F=56N。已知长木板质量M=2kg,滑块与长木板CD段动摩擦因数,CD段长度L=1m,滑块可看作质点,弹簧自然伸长时右端没有到达D点,g取10m/s2。求:
(i)运动过程中系统弹性势能的最大值;
(ii)通过计算判断滑块最终是否会从长木板上滑落?
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如图所示,水平面上某点固定一轻质弹簧,A点左侧的水平面光滑,右侧水平面粗糙,在A点右侧5m远处(B点)竖直放置一半圆形光滑轨道,轨道半径R=0.4m,连接处平滑. 现将一质量m=0.1kg的小滑块放在弹簧的右端(不拴接),用力向左推滑块而压缩弹簧,使弹簧具有的弹性势能为2J,放手后,滑块被向右弹出,它与A点右侧水平面的动摩擦因数μ=0.2,取g =10m/s2,求:
(1)滑块运动到半圆形轨道最低点B处时轨道对小球的支持力大小;
(2)改变半圆形轨道的位置(左右平移),使得被弹出的滑块到达半圆形轨道最高点C处时对轨道的压力大小等于滑块的重力,问AB之间的距离应调整为多少?
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如图所示,水平面上某点固定一轻质弹簧,A点左侧的水平面光滑,右侧水平面粗糙,在A点右侧5m远处(B点)竖直放置一半圆形光滑轨道,轨道半径R=0.4m,连接处平滑. 现将一质量m=0.1kg的小滑块放在弹簧的右端(不拴接),用力向左推滑块而压缩弹簧,使弹簧具有的弹性势能为2J,放手后,滑块被向右弹出,它与A点右侧水平面的动摩擦因数μ=0.2,取g =10m/s2,求:
(1)滑块运动到半圆形轨道最低点B处时轨道对小球的支持力大小;
(2)改变半圆形轨道的位置(左右平移),使得被弹出的滑块到达半圆形轨道最高点C处时对轨道的压力大小等于滑块的重力,问AB之间的距离应调整为多少?
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如图所示,水平面上某点固定一轻质弹簧,A点左侧的水平面光滑,右侧水平面粗糙,在A点右侧5m远处(B点)竖直放置一半圆形光滑轨道,轨道半径R=0.4m,连接处平滑。现将一质量m=0.1kg的小滑块放在弹簧的右端(不拴接),用力向左推滑块而压缩弹簧,使弹簧具有的弹性势能为2J,放手后,滑块被向右弹出,它与A点右侧水平面的动摩擦因数μ=0.2,取g =10m/s2,求:
(1)滑块运动到半圆形轨道最低点B处时对轨道的压力;
(2)改变半圆形轨道的位置(左右平移),使得被弹出的滑块到达半圆形轨道最高点C处时对轨道的压力大小等于滑块的重力,问AB之间的距离应调整为多少?
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如图,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C 点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC=60°,求:
⑴滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;
⑵滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;
⑶弹簧被锁定时具有的弹性势能。
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