如图所示,某玩具厂设计出一个“2018”字型的竖直模型玩具,固定在足够长的水平地面上,四个数字等高,“2”字和“8”字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,过“2”字出口H点的竖直虚线与“2”字上半圆相切,“0”字是半径为R的单层光滑圆轨道,“1”字是高度为2R的具有左右两条通道的光滑竖直细管道,所有轨道转角及连接处均平滑,H、F、B、C间的距离分别为3R、3R、2R。一小物块(可视为质点)分别从“1”字轨道A端的左、右两侧通道进入模型开始运动,小物块与FB、BC段轨道的动摩擦因数μ1=0.4,与HF段轨道的动摩擦因数μ2=0.15,已知R=1m。
(1)要使小物块能通过“8“字轨道,求小物体从“1”字轨道上端右侧通道射入的初速度最小值:
(2)让小物块以m/s的初速度从“1”字轨道上端左侧通道射入,通过“0”字轨道最高点后从“2”字轨道J口飞出(J口末端水平),求落地点到J点正下方的水平距离;
(3)若“0”字圆形轨道半径可调(F点位置不动),且其轨道不能与其他字型重叠。现让小物体从“l”字轨道上端左侧通道静止释放,要使小物体不脱离“0”字轨道,“0”字轨道半径R'应满足什么条件?
高二物理解答题中等难度题
如图所示,某玩具厂设计出一个“2018”字型的竖直模型玩具,固定在足够长的水平地面上,四个数字等高,“2”字和“8”字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,过“2”字出口H点的竖直虚线与“2”字上半圆相切,“0”字是半径为R的单层光滑圆轨道,“1”字是高度为2R的具有左右两条通道的光滑竖直细管道,所有轨道转角及连接处均平滑,H、F、B、C间的距离分别为3R、3R、2R。一小物块(可视为质点)分别从“1”字轨道A端的左、右两侧通道进入模型开始运动,小物块与FB、BC段轨道的动摩擦因数μ1=0.4,与HF段轨道的动摩擦因数μ2=0.15,已知R=1m。
(1)要使小物块能通过“8“字轨道,求小物体从“1”字轨道上端右侧通道射入的初速度最小值:
(2)让小物块以m/s的初速度从“1”字轨道上端左侧通道射入,通过“0”字轨道最高点后从“2”字轨道J口飞出(J口末端水平),求落地点到J点正下方的水平距离;
(3)若“0”字圆形轨道半径可调(F点位置不动),且其轨道不能与其他字型重叠。现让小物体从“l”字轨道上端左侧通道静止释放,要使小物体不脱离“0”字轨道,“0”字轨道半径R'应满足什么条件?
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,某科技兴趣小组设计了一个竖直放置在水平地面上的玩具轨道模型,在AB段的A端固定一轻质弹簧,弹簧自然伸长时刚好位于B端。其中半圆轨道BC和圆形轨道CDE的半径分别为 r=10cm和R=40cm,二者的圆心与B、C、D在同一竖直线上。倾角为θ=370直轨道EF与圆形轨道 CDE在E点相切,水平轨道FG(长度可调节)与C点在同一高度且与倾斜轨道EF平滑连接。将一质量为 m=0.1kg 滑块(可以视为质点)用弹簧装置将其弹出,使其沿着图示轨道运动,已知小滑块与 EF、FG 间的动摩擦因数均为 μ=0.5,其余部分摩擦不计(滑块在直轨道上衔接处运动时不脱离轨道,忽略滑块在衔接处的能量损失及空气阻力,sin370=0.6,g = 10 m/s2) 。
(1)若滑块在D点速度为5m/s,求滑块对轨道的压力;
(2)要使滑块恰好不脱离圆弧轨道,则弹簧的弹性势能 EP 为多少;
(3)某次实验时压缩弹簧至弹性势能 EP=1.13J,将滑块弹出,滑块沿着图示轨道运动最终能从G位置水平飞离轨道,为使落点位置H离F点的水平距离最大,应将FG的长度调为多大?最大水平距离为多少?
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如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落,好像轨道对它施加了魔法一样,被称为“魔力陀螺”,该玩具深受孩子们的喜爱。其物理原理可等效为如图乙所示的模型:半径为R的磁性圆轨道竖直固定,质量为m的小球(视为质点)在轨道外侧转动,A、B两点分别为轨道上的最高、最低点。铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变,不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是
A. 铁球可能做匀速圆周运动
B. 铁球绕轨道转动时机械能不守恒
C. 铁球在A点的速度必须大于
D. 要使铁球不脱轨,轨道对铁球的磁性引力至少为5mg
高二物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落,好像轨道对它施加了魔法一样,被称为“魔力陀螺”,该玩具深受孩子们的喜爱.其物理原理可等效为如图乙所示的模型:半径为R的磁性圆轨道竖直固定,质量为m的小铁球(视为质点)在轨道外侧转动,A、B两点分别为轨道上的最高、最低点.铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变,不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是
A. 铁球绕轨道转动时机械能守恒
B. 铁球在A点的速度可能等于
C. 铁球在A、B两点与轨道的弹力差值一定等于5mg
D. 要使铁球不脱轨,轨道对铁球的磁性引力至少为5mg
高二物理不定项选择题中等难度题查看答案及解析
如图甲所示的陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落,好像轨道对它施加了魔法一样,被称为“魔力陀螺”,该玩具深受孩子们的喜爱.其物理原理可等效为如图乙所示的模型:半径为R的磁性圆轨道竖直固定,质量为m的小铁球(视为质点)在轨道外侧转动,A、B两点分别为轨道上的最高、最低点.铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变,不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是 ( )
A. 铁球绕轨道转动时机械能守恒
B. 铁球在A点的速度可能等于
C. 铁球在A、B两点与轨道的弹力差值一定等于5mg
D. 要使铁球不脱轨,轨道对铁球的磁性引力至少为5mg
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一枚玩具火箭由地面竖直向上发射,其速度和时间的关系如图所示,则( )
A. t2﹣t3时间内,玩具火箭在向下运动
B. t1﹣t2时间内,玩具火箭处于失重状态
C. t2时刻玩具火箭距地面最远
D. t3时刻玩具火箭距地面最远
高二物理单选题简单题查看答案及解析
一置于桌面上质量为M的玩具炮,水平发射质量为m的炮弹.炮可在水平方向自由移动.当炮身上未放置其他重物时,炮弹可击中水平地面上的目标A;当炮身上固定一质量为M0的重物时,在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B.炮口离水平地面的高度为h.如果两次发射时“火药”提供的机械能相等,求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比.
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如图所示直轨道AB与光滑圆弧轨道BC相切,固定在整直平面内,圆弧轨道的圆心角为37°,半径r=0.25m,圆弧轨道C端切线水平竖直墙壁CD高H=0.16m,紧靠墙壁在水平地面上固定一个和CD等高底边长l=0.4 m的斜面。一个质量m=0.1kg的小物块(视为质点)从倾斜轨道上A点由静止释放,恰好击中斜面的中点E。已知小物块与AB段的动摩擦因数μ=0.25.重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小物块运动到C点时受到轨道的支持力的大小;
(2)小物块从A运动到E前的瞬间的过程中损失的机械能。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,一台玩具电机的轴上安有一个小皮带轮甲,通过皮带带动皮带轮乙转动(皮带不打滑),皮带轮乙上离轴心O距离2mm处安有一个圆环P.一根细绳一端固定在圆环P上,另一端固定在对面的支架上,绳呈水平方向且绷直.在绳上悬挂着4个单摆a.b.c.d.已知电动机的转速是150r/min,甲、乙两皮带轮的半径之比为1︰5,4个单摆的摆长分别是100cm、80cm、60cm、40cm.电动机匀速转动过程中,哪个单摆的振幅最大( )
A.单摆a B.单摆b C.单摆c D.单摆d
高二物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,一台玩具电机的轴上安有一个小皮带轮甲,通过皮带带动皮带轮乙转动(皮带不打滑),皮带轮乙上离轴心O距离2mm处安有一个圆环P.一根细绳一端固定在圆环P上,另一端固定在对面的支架上,绳呈水平方向且绷直.在绳上悬挂着4个单摆a.b.c.d.已知电动机的转速是149r/min,甲、乙两皮带轮的半径之比为1:5,4个单摆的摆长分别是100cm、80cm、60cm、40cm.电动机匀速转动过程中,哪个单摆的振幅最大:( )
A.单摆a
B.单摆b
C.单摆c
D.单摆d
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