高中物理力学实验综合题

如图所示，水平轨道上，轻弹簧左端固定，自然状态时右端位于P点。现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后释放，物块经过P点时的速度v₀=18m/s，经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道，最后滑上质量M=0.9kg的长木板(木板足够长，物块滑上去不会从木板上掉下来)。已知PQ间的距离l=1m，竖直半圆轨道光滑且半径R=1m，物块与水平轨道间的动摩擦因数µ₁=0.15，与木板间的动摩擦因数µ₂=0.2，木板与水平地面间的动摩擦因数µ₃=0.01，取g=10m/s²。

(1)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动；
(2)求木板滑行的最大距离x。

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1，电阻R=15．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从A板上方距离为d=40cm处由静止开始释放．若小球带电量为q=，质量为m=，不考虑空气阻力（取g=10m/s²）．求：
(1) 滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达B板
(2) 在满足第（1）问的条件下，电源的输出功率是多大．

两列长度均为L₀的客运快车和慢车沿着同一直线轨道运动，快车的速度是慢车速度的2倍．当慢车车头到达避让区边缘的A点时，两车之间的距离为L₁，慢车进入避让区CD轨道进行避让，若两车都不减速，为了达到安全避让，L₁至少应为多少？避让区长度L₂至少为多少？已知避让区轨道CD平行于轨道AB，且弯曲部分AC、BD很短，可忽略不计。

 

甲、乙两车在同一条平直公路上运动，甲车以10 m/s 的速度匀速行驶，经过车站A时关闭油门以4m/s²的加速度匀减速前进，2s后乙车与甲车同方向以1m/s²的加速度从同一车站A出发，由静止开始做匀加速运动，问乙车出发后多少时间追上甲车？

如图所示，光滑水平面上的长L为木板以恒定速度v₀向右运动，将一个质量为m、长度也是L金属板与木板左右对齐轻放于木板上，。金属板与木板间动摩擦因数为μ。求：

⑴为保证金属板不能从木板上掉下，木板的速度v₀应满足什么条件？
⑵保持木板匀速运动外力对木板所做功是多少？

如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t₁＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v—t图像如图乙，
试求
（1）拉力F的平均功率；
（2）t＝4s时物体的速度v。

由美国“次贷危机”引起的全球范围内的金融危机给世界各国各行各业造成巨大的冲击，带来严重的损失。振兴汽车工业成为目前各国提振经济的一项重要举措，其中除提高生产效率以降低生产成本和销售价格外，更重要的措施是要设计性能优良且能使用“替代能源”的新车型。我国某汽车研究机构所设计的使用充电电源的“和谐号”小汽车即将面市。下图是在研制过程中，某次试车时该车做直线运动过程中的图，图中速率为该车匀加速起动时的最大速率。已知汽车总质量为，汽车运动过程中所受阻力恒为车重的倍，充电电源的电功率转化为机械功率的效率为，重力加速度取。求：
（1）充电电源的额定功率；
（2）图中的值；
（3）从起动开始到第末汽车所发生的位移。

一电动机通过一质量不计的绳子从静止开始向上提起质量为2.0kg的物体，在前2.0s内绳的拉力恒定，此后电动机一直以额定功率工作，物体被提升到50m高度时恰开始以15m/s的速度匀速上升。如图所示为上述过程的v-t图。（g取10m/s²）试求：（结果保留两位有效数字）
（1）电动机的额定功率。
（2）物体从静止开始被提升至开始匀速所需时间。

如图所示，用半径为的电动滚轮在薄铁板上表面压轧一道浅槽，铁板长，质量，已知滚轮与铁板，铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为和，开始时把铁板的右端放入滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在滚轮的摩擦力作用下铁板由静止开始向右运动并被压轧出一浅槽，已知滚轮转动的角速度恒为5rad／s，g取10 m／s²，求：
(1)加工一块铁板需要的时间；   
(2)加工一块铁板的过程中，电动机输出的平均功率。

（1）平台与斜面体间的水平距离 d₁；
（2）小球在斜面上的运动时间t；
（3）弹簧压缩过程中的最大弹性势能E_p．

（1）两物块间的滑动摩擦因数。（设两物块间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等）
（2）两物块开始相对滑动时，水平推力F的大小。

长兴是我国最大的蓄电池基地之一，蓄电池是电动自行车的核心部件之一，近几年来电动自行车在长兴城乡十分普及，极大的方便了居民的出行。下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。

额定 车速	车质量	载重	电源	电源输 出电压	充电 时间	额定输出 功率	电动机额定工作 电压和电流
18 km/h	40 kg	80 kg	36 V/12 AH	≥36 V	6～8 h	180 W	36 V/6A

请参考表中数据，完成下列问题(g取10 m/s²)。
(1)此车所配电动机的内阻是多少？
(2)在行驶过程中电动车受阻力是车重(包括载重)的K倍，试计算K的大小。
(3)若电动车满载时以额定功率行驶，当车速为3 m/s时，加速度为多大？

为了体现人文关怀，保障市民出行安全和严格执法，各大都市市交管部门强行推出了“电子眼”，据了解，在城区内全方位装上“电子眼”后立马见效，机动车擅自闯红灯的大幅度减少，因闯红灯引发的交通事故也从过去的5％下降到1％。现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10m／s．当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车(反应时间忽略不计)，乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢(反应时间为0．5s)。已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0．4倍，乙车紧急刹车制动力为车重的0．5倍，求：
若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15m，他采取上述措施能否避免闯红灯?
为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离?

一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图2-6，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10 m/s²的加速度向右做加速运动时，求绳的拉力及斜面对小球的弹力.

.一半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，环上套两个中央有孔的小球A和B，A、B间由质量不计的原长为R的细弹簧连接着，它们处于如图中的位置时恰好都能保持静止状态，此时B球与环中心O处于同一水平面上，AB与水平线成30°夹角。已知B球的质量为m，求A球的质量和弹簧的劲度系数。