如图所示光滑的水平地面上放置一四分之一光滑圆弧轨道A,圆弧轨道质量为3m,半径为R,左侧放置一竖直固定挡板,右侧紧靠轨道放置与其最低点等高的水平长木板B,质量为2m,长木板上表面粗糙,动摩擦因数为μ,左端放置一物块C,质量为2m,从圆弧轨道最高点由静止释放另一质量为m的物块D,物块D滑至最低点时与物块C发生弹性碰撞,碰后D沿圆弧轨道上升至速度为0时撤去挡板(C、D均可视为质点,重力加速度取g)。求:
(1)碰后D上升的高度;
(2)撤去挡板后圆弧轨道A与物块D分离时A的位移;
(3)若C恰好未滑离长木板B,求长木板B的长度。
高三物理解答题中等难度题
如图所示光滑的水平地面上放置一四分之一光滑圆弧轨道A,圆弧轨道质量为3m,半径为R,左侧放置一竖直固定挡板,右侧紧靠轨道放置与其最低点等高的水平长木板B,质量为2m,长木板上表面粗糙,动摩擦因数为μ,左端放置一物块C,质量为2m,从圆弧轨道最高点由静止释放另一质量为m的物块D,物块D滑至最低点时与物块C发生弹性碰撞,碰后D沿圆弧轨道上升至速度为0时撤去挡板(C、D均可视为质点,重力加速度取g)。求:
(1)碰后D上升的高度;
(2)撤去挡板后圆弧轨道A与物块D分离时A的位移;
(3)若C恰好未滑离长木板B,求长木板B的长度。
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如图所示,质量m=1 Kg的滑板A带有四分之一光滑圆轨道,圆轨道的半径R=1.8 m,圆弧底端点切线水平,滑板的水平部分粗糙。现滑板A静止在光滑水平面上,左侧紧靠固定挡板,右侧有与A等高的平台,平台与A的右端间距为s。平台最右端有一个高h=1.25 m的光滑斜坡,斜坡和平台用长度不计的小光滑圆弧连接,斜坡顶端连接另一水平面。现将质量m=2 kg的小滑块B(可视为质点)从A的顶端由静止释放,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑块B刚滑到圆弧底端时,对圆弧底端轨道的压力大小。
(2)若A、B间动摩擦因数μ1=0.5,保证A与平台相碰前A、B能达到共同速度,则s应满足什么条件?
(3)平台上P、Q之间是一个宽度l=0.5 m的特殊区域,该区域粗糙,且当滑块B进入后,滑块还会受到一个水平向右、大小F=20 N的恒力作用,平台其余部分光滑。在满足第(2)问的条件下,若A与B共速时,B刚好滑到A的右端,A恰与平台相碰,此后B滑上平台,同时快速撤去A。设B与PQ之间的动摩擦因数0<μ<l,试讨论因μ的取值不同,B在PQ间通过的路程大小。
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如图所示,质量m=1 Kg的滑板A带有四分之一光滑圆轨道,圆轨道的半径R=1.8 m,圆弧底端点切线水平,滑板的水平部分粗糙。现滑板A静止在光滑水平面上,左侧紧靠固定挡板,右侧有与A等高的平台,平台与A的右端间距为s。平台最右端有一个高h=1.25 m的光滑斜坡,斜坡和平台用长度不计的小光滑圆弧连接,斜坡顶端连接另一水平面。现将质量m=2 kg的小滑块B(可视为质点)从A的顶端由静止释放,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑块B刚滑到圆弧底端时,对圆弧底端轨道的压力大小。
(2)若A、B间动摩擦因数μ1=0.5,保证A与平台相碰前A、B能达到共同速度,则s应满足什么条件?
(3)平台上P、Q之间是一个宽度l=0.5 m的特殊区域,该区域粗糙,且当滑块B进入后,滑块还会受到一个水平向右、大小F=20 N的恒力作用,平台其余部分光滑。在满足第(2)问的条件下,若A与B共速时,B刚好滑到A的右端,A恰与平台相碰,此后B滑上平台,同时快速撤去A。设B与PQ之间的动摩擦因数0<μ<l,试讨论因μ的取值不同,B在PQ间通过的路程大小。
高三物理简答题困难题查看答案及解析
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,竖直平面内的轨道ABCD由水平部分AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,其总质量M=4 kg,其右侧紧靠在固定挡板上,静止在光滑水平面上。在轨道的左端有一质量为m=1 kg的小滑块(可视为质点)以v0=3 m/s的速度向右运动,小滑块刚好能冲到D点。已知小滑块与长木板AB间的动摩擦因数=0.5,轨道水平部分AB的长度L=0.5 m,g取10 m/s2。求:
(1)小滑块经过C点时对轨道的压力大小;
(2)通过计算分析小滑块最终能否从木板上掉下。
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如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平部分AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,其总质量M=4 kg,其右侧紧靠在固定挡板上,静止在光滑水平面上。在轨道的左端有一质量为m=1 kg的小滑块(可视为质点)以v0=3 m/s的速度向右运动,小滑块刚好能冲到D点。已知小滑块与长木板AB间的动摩擦因数=0.5,轨道水平部分AB的长度L=0.5 m,g取10 m/s2。求:
(1)小滑块经过C点时对轨道的压力大小;
(2)轨道ABCD的最终速度大小。
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如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平部分AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,其总质量M=4 kg,其右侧紧靠在固定挡板上,静止在光滑水平面上。在轨道的左端有一质量为m=1 kg的小滑块(可视为质点)以v0=3 m/s的速度向右运动,小滑块刚好能冲到D点。已知小滑块与长木板AB间的动摩擦因数=0.5,轨道水平部分AB的长度L=0.5 m,g取10 m/s2。求:
(1)小滑块经过C点时对轨道的压力大小;
(2)轨道ABCD的最终速度大小。
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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。
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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。
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