【題目】如圖所示，將直徑為2R的半圓形導(dǎo)軌固定在豎直面內(nèi)的A、B兩點(diǎn)，直徑AB與豎直方向的夾角為60°。在導(dǎo)軌上套一質(zhì)量為m的小圓環(huán)，原長(zhǎng)為2R、勁度系數(shù)的彈性輕繩穿過(guò)圓環(huán)且固定在A、B兩點(diǎn)。已知彈性輕繩滿足胡克定律，形變量相同時(shí)彈性勢(shì)能也相等，且彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦。將圓環(huán)由A點(diǎn)正下方的C點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌的最低點(diǎn)D點(diǎn)時(shí)，求

（1）圓環(huán)的速率v；

（2）導(dǎo)軌對(duì)圓環(huán)的作用力F的大小?

【答案】（1）（2）

【解析】

試題

（1）由幾何知識(shí)得，圓環(huán)在C點(diǎn)、D點(diǎn)時(shí)，彈性繩形變量相同，彈性勢(shì)能相等。由機(jī)械能守恒定律，有

3分

由幾何關(guān)系可知 2分

解得 3分

（2）圓環(huán)在D點(diǎn)受力如圖，彈性繩的彈力

1分

其中 1分

由牛頓第二定律，有

2分

解得 2分

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：

【題目】振華同學(xué)用如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。

（1）該實(shí)驗(yàn)裝置中有兩處錯(cuò)誤，分別是：__________和__________。

（2）振華同學(xué)在老師的指導(dǎo)下改正了實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤后，將細(xì)繩對(duì)小車的拉力當(dāng)作小車及車上砝碼受到的合外力，來(lái)驗(yàn)證“合外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比”。

①實(shí)驗(yàn)中，砝碼盤及盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量最好應(yīng)為________。

A．10 g B．50 g C．100 g D．1 kg

②振華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打了一條理想的紙帶，他按要求選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，在測(cè)量各相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí)不慎將紙帶撕成了幾段，如圖9所示，但他知道甲、乙屬于同一紙帶，則丙、丁、戊中屬于上述紙帶的是__________。

③已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz，則由甲、乙紙帶可求得小車的加速度大小為_______m/s2(結(jié)果保留兩位小數(shù))。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（10分）

小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值。

（1）圖1是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖1中畫出。

（2）小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖上，如圖2所示。在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用_______（填“О”或“×”）表示的。

（3）請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖2上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為_(kāi)_____Ω。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)，如圖所示，當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩a與水平方向成θ角，繩b沿水平方向且長(zhǎng)為l，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. a繩張力可能為零

B. 如果繩都不斷，a繩的張力隨角速度的增大而增大

C. 當(dāng)角速度，b繩將出現(xiàn)彈力

D. 若b繩突然被剪斷，a繩的彈力可能不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某物理社團(tuán)受“蛟龍?zhí)枴钡膯l(fā)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定水深的深度計(jì)。如圖，導(dǎo)熱性能良好的氣缸I、II內(nèi)徑相同，長(zhǎng)度均為L，內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B，活塞密封性良好且可無(wú)摩擦左右滑動(dòng)，氣缸I左端開(kāi)口。外界大氣壓強(qiáng)為p0，氣缸I內(nèi)通過(guò)A封有壓強(qiáng)為p0的氣體，氣缸II內(nèi)通過(guò)B封有壓強(qiáng)為2p0的氣體，一細(xì)管連通兩氣缸，初始狀態(tài)A、B均位于氣缸最左端。該裝置放入水下后，通過(guò)A向右移動(dòng)的距離可測(cè)定水的深度。已知p0相當(dāng)于10 m高的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)，不計(jì)水溫變化，被封閉氣體視為理想氣體，求：

（i） 當(dāng)A向右移動(dòng) 時(shí)，水的深度h；

（ii）該深度計(jì)能測(cè)量的最大水深hm。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將一個(gè)力電傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力．圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.05kg的小擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ；θ小于5°且是未知量．由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示，且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻．試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中所給的信息求：（取g=10m/s2）

①單擺的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng)

②擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為了迎接太空時(shí)代的到來(lái)，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)一項(xiàng)計(jì)劃：在2050年前建造成太空升降機(jī)，就是把長(zhǎng)繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系住升降機(jī)，放開(kāi)繩升降機(jī)能達(dá)地球上，人坐在升降機(jī)里，在衛(wèi)星上通過(guò)電動(dòng)機(jī)把升降機(jī)拉到衛(wèi)星上，已知地球表面的重力加速度g=10m/，地球半徑R=6400km．地球自轉(zhuǎn)周期為T。求：

（1）某人在地球表面用體重計(jì)稱得重800N，站在升降機(jī)中，當(dāng)升降機(jī)以加速度a=g（g為地球表面處的重力加速度）垂直地面上升，在某一高度時(shí)此人再一次用同一體重計(jì)稱得重為850N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，求升降機(jī)此時(shí)距地面的高度。

（2）如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上，繩的長(zhǎng)度至少為多長(zhǎng)？（結(jié)果用g、R、T表達(dá)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】北半球地磁場(chǎng)的豎直分量向下．如圖所示，在北京某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上，放置邊長(zhǎng)為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向．下列說(shuō)法中正確的是

A. 若使線圈向東平動(dòng)，則b點(diǎn)的電勢(shì)比a點(diǎn)的電勢(shì)低

B. 若使線圈向北平動(dòng)，則a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)低

C. 若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)?/span>a→b→c→d→a

D. 若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)?/span>a→d→c→d→a

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關(guān)系,小明測(cè)量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率。實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0 V 1.8 W”，電源為12 V的電池,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω.
（1）準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖甲所示。請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置.（用筆畫線代替導(dǎo)線）


（2）現(xiàn)有10Ω、20Ω和50Ω的定值電阻，電路中的電阻R1應(yīng)選_______Ω的定值電阻。
（3）測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆除_______兩端的導(dǎo)線,再拆除其他導(dǎo)線,最后整理好器材。
（4）小明處理數(shù)據(jù)后將P、U2描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，如圖乙所示。請(qǐng)指出圖象中不恰當(dāng)?shù)牡胤?

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