题目内容

【题目】如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( )

A. 滑块不可能重新回到出发点A处

B. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2R

C. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关

D. 传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多

【答案】D

【解析】A、若滑块从传送带上回到D点的速度大小不变,则滑块可重新回到出发点A点,故A错

B、若滑块恰能通过C点时有
由A到C,根据动能定理知
联立①②计算得出
则AB间竖直高度最小为 ,所以A到B点的竖直高度不可能为2R,故B错误;
C、设滑块在传送带上滑行的最远距离为x,由动能定理有: ,知x与传送带速度无关,故C错误;
D、滑块与传送带摩擦产生的热量为,传送带速度越大,相对路程越大,产生热量越多,所以D选项是正确的;

综上所述本题答案是:D

练习册系列答案
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【题目】小明通过研究发现,劲度系数为k,压缩量为x的弹簧在恢复到原长的过程中对外做的功可以表示为,于是设计了如图的装置探究功与速度变化的关系。

将弹簧放置在外带刻度的水平气垫导轨上,左端固定,自然状态时右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。将带有遮光片的滑块(可视为质点)压缩弹簧到某位置A由静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,在刻度尺上读出A、O之间的距离x. 改变A点的位置,重复上述操作,可以记录多组数据。不考虑各种阻力,完成下列填空。

(1)若要计算滑块离开弹簧时的速度v,还必需测量的物理量有__________(填名称与符号),计算速度的表达式为v=__________(符号表示)。

(2)小明在实验中记录的数据如下表所示:

分析可知,弹簧弹力做的功W与滑块获得的速度v之间的关系是__________。

A.W与v成正比 B.W与v2成正比

C.W2与v成正比 D.W2与v-1成正比

(3)关于此实验,下列说法正确的是__________。

A.适当增大两光电门间的距离会增大实验误差

B.适当增大两光电门间的距离可以减小实验误差

C.用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系必须测出滑块的质量

D.用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系不需测量滑块的质量

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