【題目】如圖所示,用細(xì)圓管組成的光滑軌道AB部分平直,BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓,圓管截面半徑rR.有一質(zhì)量為m,半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管.

(1)若要小球能從C端出來,初速度v0需多大?
(2)在小球從C端出來的瞬間,管壁對小球的壓力為 mg,那么小球的初速度v0應(yīng)為多少?

【答案】
(1)解:選AB所在平面為參考平面,從A至C的過程中,根據(jù)機械能守恒定律: =2mgR+
在最高點C小球速度滿足vC≥0②
由①②得v0≥2
(2)解:小球在C處受重力mg和細(xì)管豎直方向的作用力FN , 根據(jù)牛頓第二定律,得:
mg+FN
由①③解得FN -5mg④
討論④式,即得解:
a.當(dāng)小球受到向下的壓力時,
FN mg,v0
b.當(dāng)小球受到向上的壓力時,
FN=- mg,v0
【解析】整個運動過程中小球除了受到重力作用之外還受到管壁對其的支持力,但支持力始終與速度方向垂直,故支持力不做功,小球機械能守恒,需要注意的是管壁對小球的支持力在C點時,方向可能豎直向上也可能豎直向下,可根據(jù)圓周運動相關(guān)式子進(jìn)行計算。
【考點精析】利用機械能綜合應(yīng)用對題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知系統(tǒng)初態(tài)的總機械能E 1 等于末態(tài)的總機械能E 2 ,即E1 =E2;系統(tǒng)減少的總重力勢能ΔE P 等于系統(tǒng)增加的總動能ΔE K ,即ΔE P =ΔE K;若系統(tǒng)只有A、

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小球A質(zhì)量為m.固定在輕細(xì)直桿L的一端,并隨桿一起繞桿的另一端O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動.如果小球經(jīng)過最高位置時,桿對球的作用力為拉力,拉力大小等于球的重力.求:

(1)球在最高位置時的速度大。
(2)當(dāng)小球經(jīng)過最低點時速度為 ,球?qū)U的作用力和球的向心加速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】豎直墻面與水平地面均光滑且絕緣,小球A、B帶有同種電荷.現(xiàn)用指向墻面的水平推力F作用于小球B,兩球分別靜止在豎直墻和水平地面上,如圖所示.如果將小球B向左推動少許,當(dāng)兩球重新達(dá)到平衡時,與原來的平衡狀態(tài)相比較( )

A.推力F將變大
B.豎直墻面對小球A的彈力變大
C.地面對小球B的支持力不變
D.兩小球之間的距離變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用伏安法測量待測電阻的阻值.現(xiàn)有器材為:
待測電阻R(阻值約為5Ω)
電源(電動勢3V)
滑動變阻器(阻值范圍0~10Ω)
電流表(量程0.6A,3A
電壓表(量程3V,15V)
開關(guān),導(dǎo)線若干.
實驗要求在測量電路中將電流表外接,滑動變阻器起限流作用.回答下列問題:
(1)按照實驗要求在圖(a)中畫出實物連線圖.

(2)若已按實驗要求接線,閉合開關(guān)后移動滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)始終約為3V,電流表的示數(shù)始終接近0.寫出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的一個原因:
(3)在連線正確后,閉合開關(guān).電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖(b)和圖(c)所示.由圖可知,電壓表讀數(shù)為V,電流表讀數(shù)為A.由此可得待測電阻的阻值為Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一小組的同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時,加速度與力的關(guān)系”實驗.

①下列說法正確的有
A.平衡摩擦力時,用細(xì)線一端掛空砝碼盤,另一端與小車相連,將木板適當(dāng)傾斜,使小車在木板上近似做勻速直線運動
B.每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后,應(yīng)重新平衡摩擦力
C.應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量
D.可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力
②乙圖為實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分.從比較清晰的點跡起,在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E,相鄰兩計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標(biāo)出,用刻度尺分別測量出A點到B、C、D、E的距離如圖乙,已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上,則此次實驗中小車運動加速度的測量值a=m/s2 . (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
③某同學(xué)平衡摩擦力后,改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,分別測量出小車的加速度a.以砝碼的重力F為橫坐標(biāo),以小車的加速度a為縱坐標(biāo),得如圖丙的a﹣F圖象,則圖線不通過坐標(biāo)原點的主要原因是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一位同學(xué)利用光電計時器等器材做“驗證機械能守恒定律”的實驗.有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球從A處由靜止釋放,下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門,測得A、B間的距離為H(H>>d),光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.則:

(1)小球經(jīng)過光電門B時的速度表達(dá)式為
(2)多次改變高度H,重復(fù)上述實驗,作出 隨H的變化圖象如圖乙所示,當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足表達(dá)式:時,可判斷小球下落過程中機械能守恒.
(3)實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量△EK總是稍小于重力勢能減少量△EP , 增加下落高度后,則△Ep﹣△Ek(選填“增加”、“減小”或“不變”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2015·上海)一簡諧橫波沿水平繩向右傳播,波速為v , 周期為T , 振幅為A。繩上兩質(zhì)點M、N的平衡位置相距四分之三波長,N位于M右方。設(shè)向上為正,在t=0時刻M位移為+,且向上運動;經(jīng)時間t(t<T),M位移仍為+,但向下運動,則( )
A.在t時刻,N恰好在波谷位置
B.在t時刻,N位移為負(fù),速度向上
C.在t時刻,N位移為負(fù),速度向下
D.在2t時刻,N位移為-,速度向下

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2015·上海)兩個正、負(fù)點電荷周圍電場線分布如圖所示,P、Q為電場中兩點,則()

A.正電荷由P靜止釋放能運動到Q
B.正電荷在P的加速度小于在Q的加速度
C.負(fù)電荷在P的電勢能高于在Q的電勢能
D.負(fù)電荷從P移動到Q , 其間必有一點電勢能為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由理想電動機帶動的水平傳送帶勻速運動,速度大小為v,現(xiàn)將一小工件放到傳送帶左端點上.設(shè)工件初速為零,當(dāng)它在傳送帶上滑動一段距離后速度達(dá)到v而與傳送帶保持相對靜止.設(shè)工件質(zhì)量為m,它與傳送帶間的滑動摩擦系數(shù)為 μ,左右端相距L,則該電動機每傳送完一個工件消耗的電能為( )

A. μmgL B. mv2 C. μmgL+mv2 D. mv2

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同步練習(xí)冊答案