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181779. (2025•铁一中学•高一下期中) 德优题库如图所示,在粗糙水平地面上A点固定一个半径为R的光滑竖直圆轨道,在A点与地面平滑连接。轻弹簧左端固定在竖直墙上,自然伸长时右端恰好在O点,OA=3R。现将质量为m的物块P,从与圆心等高处的B点由静止释放,物块压缩弹簧至B点时速度为0(位置未标出),第一次弹回后恰好停在A点。已知物块与水平地面间动摩擦因数μ=0.125,重力加速度为g,求:
(1)物块P第一次到达圆轨道A点过程中受到合外力的冲量大小;
(2)若换一个材料相同的物块Q,在弹簧右端将弹簧压缩到E点由静止释放,物块Q质量满足什么条件,可使物块Q在圆轨道上运动时不脱离轨道。
共享时间:2025-05-16 难度:2
[考点]
物体在圆形竖直轨道内的圆周运动,动量定理的内容和应用,
[答案]
(1)物块P第一次到达圆轨道A点过程中受到合外力的冲量大小为m
(2)若换一个材料相同的物块Q,在弹簧右端将弹簧压缩到E点由静止释放,物块Q质量满足满足或者可使物块Q在圆轨道上运动时不脱离轨道。
[解析]
解:(1)物块P从B到A的过程中:
mgR=
解得:
因此物块P在A点的动量为m,而初始动量为0
所以,物块P从B点到A点过程中动量的变化为:
m﹣0=m
根据动量定理,合外力的冲量大小等于动量的变化,即:
I=m
因此,物块P第一次到达圆轨道A点的过程中受到合外力的冲量为m
(2).若使物块Q不脱离轨道有两种情形:第一种情形,物块Q在C点刚好做圆周运动,则Q在C点时,由向心力公式得
解得:
所以要使物块Q不脱离轨道,从E到C由能量守恒可知
解得:。第二种情形,物块Q能冲上圆弧轨道并且在圆弧轨道的上升高度不超过圆弧轨道B点,则物块Q由E到A
由能量守恒可知
EP≤μmxg×4R
物块Q从E到B由能量守恒可知EP≤μmxg×4R+mxgR
联立解得:。综上物块Q的质量应满足或者
答:(1)物块P第一次到达圆轨道A点过程中受到合外力的冲量大小为m
(2)若换一个材料相同的物块Q,在弹簧右端将弹簧压缩到E点由静止释放,物块Q质量满足满足或者可使物块Q在圆轨道上运动时不脱离轨道。
[点评]
本题考查了"物体在圆形竖直轨道内的圆周运动,动量定理的内容和应用,",属于"必考题",熟悉题型是解题的关键。
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159494. (2022•长安区一中•高二上一月) 蹦极是一项刺激的户外休闲活动。蹦极者站在高塔顶端,将一端固定的弹性长绳绑在踝关节处,头朝下跳离高塔。若蹦极者的质量为50kg,绳的长度为45m,取重力加速度大小g=10m/s2,将蹦极者视为质点,认为蹦极者离开塔顶时的速度为零,不计空气阻力和绳的质量。求从绳刚伸直至蹦极者到达最低点的过程中,蹦极者所受合力的冲量。
共享时间:2022-10-12 难度:1 相似度:1.5
158399. (2024•铁一中学•高二上一月) 网球运动正在逐步走进中学校园,受到众多同学的喜爱。如图,某同学正在网球场练习发球,他将质量m=0.05kg的网球从离水平地面高度h=1.8m处,以某一初速度v0水平击出,网球第一次落在距击球点水平距离L1=24m处的地面上,然后经地面多次反弹,最终停下来。已知网球与地面第一次碰后,竖直分速度反向,大小变为碰前的,水平分速度方向不变,大小变为碰前的。不计网球所受空气阻力,网球与地面碰撞时间极短,重力加速度g=10m/s2,计算结果可保留根号,求:
(1)该同学击球过程对网球所做的功W;
(2)网球第一次与地面碰撞过程中地面对网球的冲量I;
(3)网球第二次接触地面处与击球点间的水平距离L2
共享时间:2024-10-29 难度:2 相似度:1
161317. (2023•师大附中•高二上期末) 几个小朋友蹲在地面上玩“抓石子”游戏。从地面以v1的速率竖直向上抛出一颗小石子,由于空气阻力影响,小石子落回地面时的速率变为v2,已知重力加速度为g,试完成下列问题:
(1)该过程中克服空气阻力做功;
(2)若空气阻力的大小与小球速率成正比,则:
①在给定的坐标系中尽可能准确地画出小石子运动的速度一时间图象;
②小球从抛出到落回地面所经历的总时间为多少?
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共享时间:2023-02-18 难度:2 相似度:1
161353. (2023•西安中学•高三上期末) 如图,左右无限长的光滑水平地面上有2022个大小相同的小球排成一排,相邻小球间的间距均为L,将其从左到右依次编号。1号小球质量为m,2~2022号小球质量均为km(k为比例系数)。用一根不可伸长的轻绳拴接于1号小球,上端拴接于固定结点处,拴好后轻绳刚好竖直伸直。在轻绳旁边固定一电热丝,通电时可将轻绳瞬间烧断。将1号小球向左上方提起H高度,此时轻绳伸直,与竖直方向的夹角为θ,所有小球仍在同一竖直面内,将电热丝通电后再由静止释放1号小球。所有小球之间的碰撞均为弹性正碰,重力加速度为g,不计空气阻力,忽略轻绳烧断后对小球运动的影响。
(1)求1号小球与2号小球第一次碰撞中给2号小球的冲量大小以及对2号小球做的功;
(2)1、2号小球间第一次碰撞后立即给1号小球施加水平向右的恒定外力F(图中未画出),使1号小球每次碰撞前瞬间的速度都相等,直到所有小球速度第一次相等时撤去外力,求外力F的大小以及最终1号和2022号小球间的距离(小球大小忽略不计)。
德优题库
共享时间:2023-02-27 难度:2 相似度:1
161904. (2022•长安区一中•高二上期末) 德优题库如图所示,粗糙水平地面AB与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,O是BCD的圆心,BOD在同一竖直线上。质量m=2kg的小物体在9N的水平恒力F的作用下,从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB=5m,小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小物块到达B点时速度的大小;
(2)小物块运动到D点时的速度;
(3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离。
共享时间:2022-02-18 难度:2 相似度:1
182550. (2020•西安中学•高三上期末) 如图所示,光滑水平面上放着质量都为m的物块A和B,A紧靠着固定的竖直挡板,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧压缩的弹性势能为.在A、B间系一轻质细绳,细绳的长略大于弹簧的自然长度。放手后绳在短暂时间内被拉断,之后B继续向右运动,一段时间后与向左匀速运动、速度为v0的物块C发生碰撞,碰后B、C立刻形成粘合体并停止运动,C的质量为2m。求:
(1)B、C相撞前一瞬间B的速度大小;
(2)绳被拉断过程中,绳对A的冲量I。
共享时间:2020-02-09 难度:2 相似度:1
159357. (2022•西安中学•高三上四月) 随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。
(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?
(2)若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?
共享时间:2022-02-25 难度:3 相似度:0.83
159715. (2021•西安中学•高三上一月) 过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数为0.2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字。试求

(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距L应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;小球最终停留点与起点A的距离。
共享时间:2021-10-17 难度:3 相似度:0.83
160960. (2025•田家炳中学•高二上期末) 德优题库皮划艇比赛是一项深受观众喜爱的运动。我市庆元籍皮划艇运动员王楠在奥运会和全运会比赛中均取得过优异的成绩。如图所示,在日常单人双桨皮艇训练中,运动员采用单桨划水使皮艇沿直线运动。运动员每次动作分为划水和空中运桨两个阶段,假设划水阶段用时1.0s,空中运桨用时为0.8s,若皮艇(含运动员和桨)质量为70kg,运动过程中受到的阻力恒定,划水时桨产生的动力大小为皮艇所受阻力的1.8倍。某时刻桨刚入水时皮艇的速度大小为4m/s,运动员紧接着完成1次划水和运桨动作,此过程皮艇前进8.1m,求:
(1)划水和空中运桨两阶段皮艇的加速度大小之比;
(2)皮艇的最大速度大小;
(3)该过程中皮艇所受阻力的冲量I的大小。
共享时间:2025-02-02 难度:3 相似度:0.83
161300. (2023•师大附中•高二下期末) .(10分)我国正进行太阳帆推进器研究,宇宙飞船上携带面积很大反射率极高的太阳帆。太阳帆推进器利用太阳光作用在太阳帆的压力提供动力,加速航天器。已知真空中光速为c,光子的频率ν,普朗克常量h,太阳帆面积为S,单位时间内垂直照射到太阳帆单位面积上的太阳光能为E,宇宙飞船的质量为M,所有光子照射到太阳帆上后全部被等速率反射。
(1)求单位时间内作用在太阳帆上的光子个数N;
(2)假设未打开太阳帆前宇宙飞船做匀速直线运动,太阳帆打开后,太阳光垂直照射,求宇宙飞船的加速度大小a;
(3)若太阳在“核燃烧”的过程中每秒钟质量减少Δm,假设能量均以光子形式不断向外辐射。请你利用题目所给数据,说明如何估测宇宙飞船到太阳的距离l。
共享时间:2023-07-26 难度:3 相似度:0.83
161666. (2023•交大附中•高一上期末) 为北京冬奥会做准备的标准U形池场于2017年12月在河北省张家口市密苑云顶乐园建成并投入使用,它填补了我国此项运动奥运标准设施和场地的空白。如图1所示为某单板滑雪U形池的比赛场地,比赛时运动员在U形滑道内边滑行边利用滑道做各种旋转和跳跃动作,裁判员根据运动员的腾空高度、完成的动作难度和效果评分。图2为该U形池场地的横截面图,AB段、CD段为半径R=4m的四分之一光滑圆弧雪道,BC段为粗糙的水平雪道且与圆弧雪道相切,BC长为4.5m,质量为60kg的运动员(含滑板)以5m/s的速度从A点沿切线滑下后,始终保持在一个竖直平面内运动,经U形雪道从D点竖直向上飞出,经t=0.8s恰好落回D点,然后又从D点返回U形雪道,忽略空气阻力,运动员可视为质点,g=10m/s2,求:
德优题库
(1)运动员与BC雪道间的动摩擦因数;
(2)运动员首次运动到圆弧最低点C点时对雪道的压力;
(3)运动员最后静止处距离B点的距离。
共享时间:2023-02-22 难度:3 相似度:0.83
162270. (2023•西安中学•高二上期中) 德优题库如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g。求:
(1)小球到达小孔处的速度大小;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板,其所受重力的冲量大小。
共享时间:2023-11-26 难度:3 相似度:0.83
181945. (2022•雁塔二中•高二下期中) 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8m高处。已知运动员与网接触的时间为1.4s,重力加速度g=10m/s2。试求:
(1)运动员自由下落过程中,重力对运动员的冲量;
(2)运动员与网接触过程中动量变化的大小;
(3)运动员与网接触过程中,网对运动员的平均冲击力的大小。
共享时间:2022-05-28 难度:3 相似度:0.83
182499. (2019•西安中学•高二上期中) 德优题库如图所示,水平绝缘光滑的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C.现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取g=10m/s2.试求:
(1)带电体在圆形轨道C点的速度大小.
(2)PB间的距离xpB
(3)D点到B点的距离xDB
(4)带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能.(结果保留3位有效数字)
共享时间:2019-11-10 难度:3 相似度:0.83
159419. (2024•西安一中•高二下一月) 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮模型示意如图,假设图中直流电源电动势为E=35V,电容器的电容为C=2F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m,电阻不计。炮弹可视为一质量为m=2kg、电阻为R=5Ω的金属棒MN,垂直放在两导轨间处于静止状态,并与导轨良好接触。首先开关S接1,使电容器完全充电;然后将S接至2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场(图中未画出),MN开始向右加速运动,经过一段时间后回路中电流为零,MN达到最大速度,之后离开导轨。问:
(1)MN刚开始运动时加速度a的大小;
(2)MN离开导轨时的最大速度的大小;
(3)如已知电容器储藏的电场能为E=CU2,那导体棒从开始运动到离开轨道的过程中,导体棒上产生的焦耳热的大小。
共享时间:2024-04-19 难度:4 相似度:0.75

dygzwlyn

2025-05-16

高中物理 | 高一下 | 计算题

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