如图(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,水平部分AC是质量为M=2kg、长度为L=1m的匀质薄板,OB是轻质硬杆,下端通过光滑铰链连接在水平地面上,支架可绕水平轴O在竖直面内自由转动,A端搁在左侧的平台上.已知AB长度l1=0.75m,OB长度h=0.5m.现有一质量为m=2kg的物块(可视为质点)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,物块与AC间动摩擦因数μ=0.5.问:T型支架是否会绕O轴翻转?
某同学的解题思路如下:
支架受力情况如图(乙),设支架即将翻转时物块位于B点右侧x处,根据力矩平衡方程:Mg(l1 )=FN•x,式中FN=mg,解得x=0.2m.
此时物块离A端s1=l1+x=0.95m.
然后算出物块以v0=3m/s的初速度在AC上最多能滑行的距离s2;…比较这两个距离:
若s2≤s1,则T型支架不会绕O轴翻转;若s2>s1,则会绕O轴翻转.
请判断该同学的解题思路是否正确.若正确,请按照该思路,将解题过程补充完整,并求出最后结果;若不正确,请指出该同学的错误之处,并用正确的方法算出结果.
高三物理计算题中等难度题
如图(甲)所示,ABCO是固定在一起的T型支架,水平部分AC是质量为M=2kg、长度为L=1m的匀质薄板,OB是轻质硬杆,下端通过光滑铰链连接在水平地面上,支架可绕水平轴O在竖直面内自由转动,A端搁在左侧的平台上.已知AB长度l1=0.75m,OB长度h=0.5m.现有一质量为m=2kg的物块(可视为质点)以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板,物块与AC间动摩擦因数μ=0.5.问:T型支架是否会绕O轴翻转?
某同学的解题思路如下:
支架受力情况如图(乙),设支架即将翻转时物块位于B点右侧x处,根据力矩平衡方程:Mg(l1 )=FN•x,式中FN=mg,解得x=0.2m.
此时物块离A端s1=l1+x=0.95m.
然后算出物块以v0=3m/s的初速度在AC上最多能滑行的距离s2;…比较这两个距离:
若s2≤s1,则T型支架不会绕O轴翻转;若s2>s1,则会绕O轴翻转.
请判断该同学的解题思路是否正确.若正确,请按照该思路,将解题过程补充完整,并求出最后结果;若不正确,请指出该同学的错误之处,并用正确的方法算出结果.
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,有两块大小不同的圆形薄板(厚度不计),质量M=,半径分别为和,两板之间用一根长的轻绳将薄板中心相连结(未画出).开始时,两板水平放置并叠合在一起,静止于距离固定支架C高度处. 然后自由下落到C上,支架上有一半径为 ()的圆孔,圆孔与两薄板中心均在圆板中心轴线上. 薄板M与支架发生没有机械能损失的碰撞(碰撞时间极短). 碰撞后,两板即分离,直到轻绳绷紧.在轻绳绷紧的瞬间,两板立即具有共同速度.不计空气阻力,,求:
(1)从两板分离到轻绳绷紧经历的时间
(2)轻绳绷紧过程中系统损失的机械能
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,有两块大小不同的圆形薄板(厚度不计),质量分别为M和m,半径分别为R和r,两板之间用一根长的轻绳相连结(未画出)。开始时,两板水平放置并叠合在一起,静止于距离固定支架C高度处。然后自由下落到C上,支架上有一半径为 ()的圆孔,圆孔与两薄板中心均在圆板中心轴线上。薄板M与支架发生没有机械能损失的碰撞(碰撞时间极短)。碰撞后,两板即分离,直到轻绳绷紧。在轻绳绷紧的瞬间,两板具有共同速度V.不计空气阻力,,求:
1.两板分离瞬间的速度大小V0 ;
2.若,求轻绳绷紧时两板的共同速度大小V ;
3.若绳长未定,(K取任意值),其它条件不变,轻绳长度满足什么条件才能使轻绳绷紧瞬间两板的共同速度V方向向下。
高三物理计算题简单题查看答案及解析
有两块大小不同的圆形薄板(厚度不计),质量分别为M和m,半径分别为R和,两板之间用一根长为0.4米的轻绳相连接。开始时,两板水平放置并叠合在一起,在其正下方0.2米处有一固定支架C,支架上有一半径为R’( r< R’<R)的圆孔, 圆孔与两薄板的中心均在同一竖直线上,如图所示,让两个圆形薄板自由落下,落到固定支架上,大板与支架发生没有机械能损失的碰撞,碰撞后两板即分离,直到轻绳绷紧,在轻绳绷紧瞬间,两薄板具有共同速度vp,若M=m,则vp多大?
高三物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,固定的水平金属环形轨道处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中,长为r=1m、水平轻质金属杆OA的一端可绕过环心O的光滑竖直轴自由转动,另一端固定一质量M=2kg、可视为质点的金属物块。倾角θ=37°、间距为L=1m的两平行金属导轨处于磁感应强度大小也为、方向垂直两导轨平面向上的匀强磁场中,下端接一电阻R0,上端分别通过电刷与竖直轴、环形导轨相连。一质量为m=1kg的金属棒CD放在两导轨上。已知杆OA、棒CD和R0的阻值均为R=1Ω,其他电阻不计。棒CD始终与导轨垂直且接触良好,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若使杆OA不动,棒CD由静止释放,最终以速率v=1m/s沿导轨匀速下滑,求棒CD中的最大电流I1以及棒CD与导轨间的动摩擦因数μ1。
(2)若小猛同学给物块某一初速度,使其绕环心O沿顺时针方向(从上向下看)运动,此时棒CD由静止释放且棒CD中的电流是(1)问中的最大电流的4倍,当物块运动的路程为s=15m时棒CD恰好要下滑,已知物块与环形轨道间的动摩擦因数μ2=0.2,物块在轨道上做圆周运动的向心力均由杆OA的拉力提供,求棒CD处于静止状态时棒CD中产生的总焦耳热Q1。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一沙箱,沙箱上连接一水平的轻质弹簧,小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在沙箱左侧距离S=1m的位置上放有一质量为m=1kg小物块A,物块A与小车的动摩擦因数为=0.1。仅在沙面上空间存在水平向右的匀强电场,场强E=2.3×103V/m。当物块A随小车以速度向右做匀速直线运动时,距沙面H=5m高处有一质量为的带正电的小球C,以的初速度水平向左抛出,最终落入沙箱中。已知小球与沙箱的相互作用时间极短,且忽略弹簧最短时的长度,并取g=10m/s2。求:
(1)小球落入沙箱前的速度和开始下落时与小车右端的水平距离;
(2)小车在前进过程中,弹簧具有的最大值弹性势能;
(3)设小车左端与沙箱左侧的距离为L。请讨论分析物块A相对小车向左运动的整个过程中,其与小车摩擦产生的热量Q与L的关系式。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一沙箱,沙箱上连接一水平的轻质弹簧,小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在与沙箱左侧距离S=1m的位置上放一质量为m=1kg小物块A,物块A与小车的动摩擦因数为μ=0.1。仅在沙面上方空间存在水平向右的匀强电场,场强E=2×103V/m。当物块A随小车以速度v0=10m/s向右做匀速直线运动时,距沙面H=5m高处有一质量为m0=2kg的带正电q=1×10-2C的小球C,以u0=10m/s的初速度水平向左抛出,最终落入沙箱中。已知小球与沙箱的相互作用时间极短,且忽略弹簧最短时的长度,并取g=10m/s2。求:
(1)小球落入沙箱前的速度u和开始下落时与小车右端的水平距离x;
(2)小车在前进过程中,弹簧具有的最大值弹性势能EP;
(3)设小车左端与沙箱左侧的距离为L,请讨论分析物块A相对小车向左运动的过程中,其与小车摩擦产生的热量Q与L的关系式。
高三物理简答题困难题查看答案及解析
如图所示,带有挡板的光滑斜面固定在水平地面上,斜面的倾角为.质量均为1kg的A、B两物体用轻弹簧拴在一起,弹簧的劲度系数为5N/cm,质量为2kg的物体C用细线通过光滑的轻质定滑轮与物体B连接.开始时A、B均静止在斜面上,A紧靠在挡板处,用手托住C,使细线刚好被拉直.现把手拿开,让C由静止开始运动,从C开始运动到A刚要离开挡板的过程中,下列说法正确的是( )(取g=10m/s2)
A.初状态弹簧的压缩量为1cm
B.末状态弹簧的伸长量为1cm
C.物体B、C与地球组成的系统机械能守恒
D.物体C克服绳的拉力所做的功为0.2J
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图,光滑轨道abcd固定在竖直平面内,ab水平,bcd为半圆,在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B(均可视为质点),用轻质细绳将A、B连接在一起,且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(未被拴接),其弹性势能Ep=12J。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M=2kg、长L=0.5m的小车,小车上表面与ab等高。现将细绳剪断,之后A向左滑上小车,B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处。已知A与小车之间的动摩擦因数µ满足0.1≤µ≤ 0.3,g取10m/s2,求
(1)A、B离开弹簧瞬间的速率vA、vB;
(2)圆弧轨道的半径R;
(3)A在小车上滑动过程中产生的热量Q(计算结果可含有µ)。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图,光滑轨道abcd固定在竖直平面内,ab水平,bcd为半圆,在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B(均可视为质点),用轻质细绳将A、B连接在一起,且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(未被拴接),其弹性势能Ep=12J。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量M=2kg、长L=0.5m的小车,小车上表面与ab等高。现将细绳剪断,之后A向左滑上小车,B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处。已知A与小车之间的动摩擦因数µ满足0.1≤µ≤ 0.3,g取10m/s2,求
(1)A、B离开弹簧瞬间的速率vA、vB;
(2)圆弧轨道的半径R;
(3)A在小车上滑动过程中产生的热量Q(计算结果可含有µ)。
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