9.如圖所示,有一質(zhì)量為m的小球,以速度v0滑上靜置于光滑水平面上的光滑圓弧軌道.已知圓弧軌道的質(zhì)量為2m,小球在上升過程中始終未能沖出圓弧,重力加速度為g,求:
①小球在圓弧軌道上能上升的最大高度(用v0、g表示)
②小球離開圓弧軌道時(shí)的速度大。

分析 ①小球和滑塊在水平方向上動量守恒,規(guī)定小球運(yùn)動的初速度方向?yàn)檎较,根?jù)動量守恒列式,再根據(jù)機(jī)械能守恒列式,聯(lián)立方程即可求解;
②小球從軌道左端離開滑塊時(shí),根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒定律列式,聯(lián)立方程即可求解.

解答 解:①小球和滑塊在水平方向上動量守恒,規(guī)定小球運(yùn)動的初速度方向?yàn)檎较,根?jù)動量守恒,則有:mv0=3mv,得:v=$\frac{{v}_{0}}{3}$,
根據(jù)機(jī)械能守恒得:$\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}×3m{v}^{2}+mgh$
解得:$h=\frac{{{v}_{0}}^{2}}{3g}$
②小球從軌道左端離開滑塊時(shí),根據(jù)動量守恒,則有:mv0=mv1+2mv2,
根據(jù)機(jī)械能守恒,則有:$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}×$2mv22
聯(lián)立③④可得:v1=$-\frac{1}{3}{v}_{0}$,則小球離開圓弧軌道時(shí)的速度大小為$\frac{{v}_{0}}{3}$.
答:①小球在圓弧軌道上能上升的最大高度為$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{3g}$;
②小球離開圓弧軌道時(shí)的速度大小為$\frac{{v}_{0}}{3}$.

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵要判斷出系統(tǒng)水平方向動量守恒和小球離開軌道后小球和軌道的運(yùn)動情況,再運(yùn)用機(jī)械能守恒定律列式求解,難度適中.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.(1)如圖1所示的游標(biāo)卡尺,它們的游標(biāo)尺為9mm長10等分,它們的讀數(shù)為17.7mm.
(2)使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖2所示,則金屬絲的直徑是2.150mm.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.關(guān)于作用力與反作用力,下列說法中正確的是( 。
A.作用力和反作用力,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,是不同性質(zhì)的力
B.作用力與反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直線上,因而它們合力為零
C.石頭擊雞蛋,石存蛋破,證明石頭對雞蛋的作用力大于雞蛋對石頭的反作用力
D.鋼絲繩吊起貨物加速上升時(shí),鋼絲繩對貨物的拉力等于貨物對鋼絲繩的拉力

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.如圖所示,虛線圓是某靜電場中的三個(gè)等勢面,其電勢分別為φa、φb、φc,一帶正電的粒子射入電場中,其運(yùn)動軌跡如實(shí)線KLMN所示,由圖可知( 。
A.粒子從K到L的過程中,靜電力做負(fù)功,電勢能增加
B.粒子從L到M的過程中,靜電力做負(fù)功,電勢能增加
C.粒子從K到L的過程中,電勢能增加,動能減少
D.粒子從L到M的過程中,動能減小,電勢能增加

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.下列說法符合事實(shí)的是( 。
A.焦耳首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)
B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,并定量得出了法拉第電磁感應(yīng)定律
C.伽利略將斜面實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象經(jīng)過合理外推,找到了力與運(yùn)動的本質(zhì)關(guān)系
D.牛頓提出了萬有引力定律,并測得了萬有引力常量的數(shù)值

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.關(guān)于力學(xué)單位制,下列說法中正確的是( 。
A.J、m/s、s都是導(dǎo)出單位
B.kg、m、N是基本單位
C.只有在國際單位制中,牛頓第二定律的表達(dá)式才是F=ma
D.在國際單位制中,質(zhì)量的單位是g

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.擦黑板時(shí)我們用斜向上的力F作用在黑板刷上.當(dāng)黑板刷靜止時(shí)將F分解為如圖所示的Fl、F2兩個(gè)分力,則( 。
A.Fl就是刷對黑板的正壓力
B.Fl與黑板對刷的彈力是作用力與反作用力
C.黑板對刷的靜摩擦力必豎直向下
D.Fl與黑板對刷的彈力是一對平衡力

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

18.在探究求合力的方法時(shí),先將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩.實(shí)驗(yàn)時(shí),需要兩次拉伸橡皮條,一次是通過兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條,另一次是用一個(gè)彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮條.

(1)下列對減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的操作是BD(填字母代號)
A.兩細(xì)繩必須等長
B.彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行
C.用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大
D.拉橡皮條的細(xì)繩要長些,標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
(2)某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn),OB和OC為細(xì)繩.圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的示意圖.則圖乙中的F與F′兩力中,方向一定沿AO方向的是F′.
(3)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是B.
A.理想實(shí)驗(yàn)法  B.等效替代法
C.控制變量法      D.建立物理模型法
(4)某同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖丙所示的兩個(gè)已知力F1和F2,圖中小正方形的邊長表示3N,則兩力的合力F=21N.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.霧霾天,a車在平直公路上以30m/s的速度勻速運(yùn)動,突然發(fā)現(xiàn)正前方25m處的b車正以10m/s的速度同向勻速前進(jìn),a車司機(jī)經(jīng)反應(yīng)過來后立即剎車,不久防抱死系統(tǒng)出現(xiàn)故障.兩車的速度時(shí)間圖象如下圖所示,則下列說法正確是( 。
A.a車在防抱死系統(tǒng)出現(xiàn)故障前,剎車的加速度大小為5m/s2
B.a車司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為1s
C.兩車不會發(fā)生追尾
D.兩車會發(fā)生追尾

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