20．如圖所示，粗糙水平地面上有一壓縮并鎖定的彈簧，彈簧左端固定于豎直墻壁上，右端與一質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）接觸但不連接，光滑的固定圓周軌道MP與地面相切于M點(diǎn)，P點(diǎn)為軌道的最高點(diǎn)．現(xiàn)解除彈簧鎖定，彈簧將小物塊A推出，A沿粗糙水平地面運(yùn)動(dòng)，之后沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)并恰能通過(guò)P點(diǎn)．已知A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，最初A與M點(diǎn)的距離L=2m，圓周軌道半徑R=0.4m，g取10m/s2，空氣阻力不計(jì)．求：
（1）小滑塊到達(dá)P 點(diǎn)時(shí)的速度大�。�
（2）彈簧彈力對(duì)滑塊所做的功．

分析 （1）小物塊沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)并恰能通過(guò)P點(diǎn)，說(shuō)明在P點(diǎn)小物塊受到的重力恰好提供向心力；
（2）整個(gè)的過(guò)程中重力、摩擦力和彈簧做功，小物塊的動(dòng)能增大．根據(jù)動(dòng)能定理即可求得彈簧做功；

解答 解：（1）設(shè)小物塊A到達(dá)圓周軌道最高點(diǎn)P時(shí)的速度為vp，由題意有：$mg=m\frac{v_p^2}{R}$①
解得：vp=2m/s②
（2）從解除鎖定到物塊滑至最高點(diǎn)P的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有：${W_彈}-μmgL-2mgR=\frac{1}{2}mv_p^2$③
解得：W彈=1.5J④
答：（1）小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小為2m/s；
（2）彈簧彈力對(duì)滑塊所做的功為1.5J．

點(diǎn)評(píng) 該題將動(dòng)能定理與豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，運(yùn)動(dòng)情景的設(shè)置比較經(jīng)典，使用的公式都是常規(guī)的一些公式．該類(lèi)題目要注意對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

10．用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．質(zhì)量為0.300kg的重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．（g取9.8m/s2）

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；
C．釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶；
D．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
E．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E，將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說(shuō)明其原因．
答：B，電火花和電磁計(jì)時(shí)器都使用交流電源；C，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源后釋放重物
（2）實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的紙帶，根據(jù)紙帶可得重錘從B點(diǎn)到D點(diǎn)的重力勢(shì)能減少量等于0.271J，動(dòng)能增加量等于0.264J．（結(jié)果保留三位有效數(shù)）
（3）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中摩擦阻力的存在產(chǎn)生誤差．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

11．靜止的鐳核${\;}_{86}^{226}$Ra發(fā)生α（${\;}_{2}^{4}$He）衰變，釋放出的α粒子的動(dòng)能為E，假設(shè)衰變時(shí)的能量全部以動(dòng)能形式釋放出來(lái)，則衰變過(guò)程中總的質(zhì)量虧損是（　�。�
A．$\frac{E}{{c}^{2}}$B．$\frac{2E}{111{c}^{2}}$C．$\frac{113E}{111{c}^{2}}$D．$\frac{2E}{{c}^{2}}$

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

8．關(guān)于原子和原子核，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu)
B．太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變
C．天然放射現(xiàn)象是由于原子核內(nèi)部變化導(dǎo)致的
D．電子的發(fā)現(xiàn)表明原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

15．如圖所示，光滑半圓軌道豎直放置，光滑水平軌道與之相切于半圓最低點(diǎn)A，水平軌道上靜止放置著一質(zhì)量為M=0.99kg的木塊．一質(zhì)量為m=0.01kg的子彈，以v0=400m/s 的速度水平射入木塊，射入后與木塊一起以相同速度進(jìn)入圓軌道，然后運(yùn)動(dòng)到軌道最高點(diǎn)水平拋出，求圓軌道半徑多大時(shí)木塊落地點(diǎn)離A的距離最大．（g取10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．如圖所示，人造衛(wèi)星以速度V1在圓軌道Ⅰ繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，在P點(diǎn)處經(jīng)短暫調(diào)整，速度由V1變到V2進(jìn)入軌道Ⅱ，沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)到近地點(diǎn)Q時(shí)線速度為V3，則可以確定（　　）
A．V3＞V1＞V2B．V1＞V2＞V3C．V2＞V1＞V3D．V2＞V3＞V1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

12．如圖所示，在直角坐標(biāo)系xoy平面內(nèi)有沿x軸正方向的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E．在正方形ABCD（O為正方形的中心）與O為圓心半徑為2L的圓形之間的區(qū)域加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．在y軸上有一擋板PQ，擋板長(zhǎng)為L(zhǎng)，擋板的放置關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)．A為一個(gè)質(zhì)子源，OA=L，可以向y軸負(fù)方向發(fā)射出速度從零開(kāi)始的一系列質(zhì)子，已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電量為q，質(zhì)子的重力忽略不計(jì)．求：
（1）若平面內(nèi)只有電場(chǎng)，沒(méi)有磁場(chǎng)，速度V滿(mǎn)足什么條件的質(zhì)子能夠打在PQ板上；
（2）若平面內(nèi)只有磁場(chǎng)，沒(méi)有電場(chǎng)，求速度滿(mǎn)足什么條件的粒子運(yùn)動(dòng)中能夠經(jīng)過(guò)C點(diǎn)？
（3）若平面內(nèi)只有磁場(chǎng)，沒(méi)有電場(chǎng)，求粒子第一次回到A點(diǎn)的時(shí)間滿(mǎn)足什么關(guān)系？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

9．質(zhì)量為m的帶正電小球由空中A點(diǎn)無(wú)初速度自由下落，在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，再經(jīng)過(guò)t秒小球又回到A點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，且小球從未落地，則（　　）
A．整個(gè)過(guò)程中小球動(dòng)量增量的大小為mgt
B．整個(gè)過(guò)程中小球電勢(shì)能變化了2mg2t2
C．從A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能變化了$\frac{2m{g}^{2}{t}^{2}}{3}$
D．從加電場(chǎng)開(kāi)始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能變化mg2t2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

18．如圖所示，質(zhì)量為m，電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v0射出，粒子恰好經(jīng)過(guò)A點(diǎn)，O、A兩點(diǎn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，連線與坐標(biāo)軸+y方向的夾角為α=45°，不計(jì)粒子的重力．
（1）若在平行于x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1中，粒子沿+y方向從O點(diǎn)射出，恰好經(jīng)過(guò)A點(diǎn)；若在平行于y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2中，粒子沿+x方向從O點(diǎn)射出，也恰好能經(jīng)過(guò)A點(diǎn)，求這兩種情況電場(chǎng)強(qiáng)度的比值$\frac{{E}_{1}}{{E}_{2}}$
（2）若在y軸左側(cè)空間（第Ⅱ、Ⅲ象限）存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O，沿與y軸成30°的方向射入第二象限，恰好經(jīng)過(guò)A點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案