题目内容
1.(1)滑块从G点飞出时的速度v0;
(2)滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ;
(3)滑块到达$\frac{3}{4}$圆弧轨道最高点D时对管壁的压力大小和方向;
(4)求出滑块在P点时对弹簧具有的弹性势能的大小.
分析 (1)滑块从G点飞出后做平抛运动,由下落的高度求出落地时竖直分速度.根据滑块时的速度方向求出滑块从G点飞出时的速度v0;
(2)根据滑块经过E点的受力情况,由牛顿第二定律和向心力公式求出滑块通过E点的速度.再对EG过程,运用动能定理求出动摩擦因数μ;
(3)滑块从D到E的过程,运用机械能守恒定律求出滑块经过D点的速度.在D点,由合力提供向心力,由牛顿定律求滑块对管壁的压力;
(4)滑块从P点释放到D点的过程,运用机械能守恒定律求弹簧原来具有的弹性势能.
解答 解:(1)滑块从G点飞出后做平抛运动,由平抛运动的规律得滑块落地时竖直分速度大小为:vy=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.8}$=4m/s
滑块落地时速度方向恰与水平地面成θ=45°,由几何关系可知,滑块从G点飞出时的速度为:v0=vy=4m/s
(2)滑块到达$\frac{3}{4}$圆弧轨道最低点E时,根据牛顿第二定律得:N-mg=m$\frac{{v}_{E}^{2}}{R}$
据题有:N=10mg
滑块从E到G的过程中,运用动能定理得:-μmgL=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{E}^{2}$
联立解得:μ=0.5
(3)滑块从D到E的过程,由机械能守恒定律得:
mg•2R+$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$=$\frac{1}{2}m{v}_{E}^{2}$
解得:vD=2$\sqrt{5}$m/s>$\sqrt{gR}$=2m/s
所以在D点时,轨道对滑块的弹力方向竖直向下
在D点,对滑块由牛顿第二定律得:FN+mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
解得:FN=4N
由牛顿第三定律知,滑块到达$\frac{3}{4}$圆弧轨道最高点D时对管壁的压力大小 FN′=FN=4N,方向竖直向上.
(4)对弹簧和滑块系统,从P点释放到滑块到达D点的过程中,由机械能守恒定律得:
EP=mgH+$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$
解得:EP=2.5J
答:(1)滑块从G点飞出时的速度v0是4m/s.
(2)滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ是0.5.
(3)滑块到达$\frac{3}{4}$圆弧轨道最高点D时对管壁的压力大小是4N,方向竖直向上.
(4)求出滑块在P点时对弹簧具有的弹性势能的大小是2.5J.
点评 本题的关键要滑块的运动情况,明确滑块的运动规律,然后分阶段研究.对于圆周运动,要知道向心力来源于指向圆心的合力,运用牛顿第二定律可研究某个状态,而两个状态之间的关系可根据机械能守恒定律研究.
| A. | 若不计任何摩擦,当F1=F2时,A、B均保持静止状态 | |
| B. | 若仅当A、B之间存在摩擦时,则A、B均不会保持静止状态 | |
| C. | 若仅当B与地面之间存在摩擦时,则A、B均不会保持静止状态 | |
| D. | 若A、B之间及B与地面之间均存在摩擦时,则B所受地面摩擦可能向左 |
| A. | 0~t1时间内,汽车的牵引力等于m$\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$+Ff | |
| B. | t1~t2时间内,汽车的功率等于Ffv2 | |
| C. | t2时刻,汽车的牵引力等于Ff | |
| D. | t1~t2时间内,汽车的平均速度小于$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$ |
| A. | 0 | B. | 2fh | C. | 2($\frac{1}{2}$mv02-mgh) | D. | $\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$mv2 |
| A. | 增大列车的牵引力 | B. | 增大列车的功率 | ||
| C. | 减小列车的质量 | D. | 减小列车所受的阻力 |
| A. | 黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关 | |
| B. | 对于同种金属产生光电效应时,逸出光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系 | |
| C. | 一块纯净的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后,它的总质量仅剩下一半 | |
| D. | 按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子的能量也减小了 |
| A. | 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 | |
| B. | 由n=2能级跃迁到n=1能级电子动能增加 | |
| C. | 波长最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的 | |
| D. | 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的 |