【題目】甲圖為某研究小組研究小球?qū)壍缐毫Φ难b置原理圖。在同一豎直平面內(nèi)兩正對(duì)著的相同半圓光滑軌道相隔一定的距離x，虛線沿豎直方向，一小球能在其間運(yùn)動(dòng)，為了測(cè)試小球?qū)壍赖膲毫�，今在最低點(diǎn)與最高點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器，并通過計(jì)算機(jī)顯示出來，當(dāng)軌道距離x變化時(shí)，記錄兩點(diǎn)壓力差ΔFN與距離x的數(shù)據(jù)、作出ΔFN－x圖象如乙圖所示。(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2)求：

(1)小球的質(zhì)量和半圓軌道的半徑；

(2)若小球在最低點(diǎn)B的速度為20 m/s，為使小球能始終沿光滑軌道運(yùn)動(dòng)，ΔFN的最大值。

【答案】(1)0.1kg，2m (2)21N

【解析】試題分析：小球在運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能守恒，分別對(duì)小球在AB兩點(diǎn)時(shí)進(jìn)行受力分析，結(jié)合圖象列出在這兩點(diǎn)的壓力差的關(guān)系式，結(jié)合圖象中的截距，可得知小球的質(zhì)量，從而可計(jì)算出軌道的半徑。從B到A，由機(jī)械能守恒定律求出小球到達(dá)A點(diǎn)的速度，在A點(diǎn)，由牛頓第二定律、第三定律結(jié)合求得ΔFN的最大值。

(1)設(shè)軌道半徑為R，由機(jī)械能守恒定律：

①

在B點(diǎn)：②

在A點(diǎn)：③

由①②③式得：兩點(diǎn)的壓力差④

由圖象得：截距6mg=6 N，得m=0.1 kg⑤

由④式可知：因?yàn)閳D線的斜率

所以R=2 m⑥

(2)在A點(diǎn)不脫離軌道的條件為：⑦

由①⑥⑦三式和題中所給已知條件解得：x≤15 m⑧

代入④得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示一輛電動(dòng)自行車，它的銘牌上給出了如下的技術(shù)參數(shù)表，質(zhì)量為M=70kg的人騎此電動(dòng)自行車沿平直公路行駛，所受阻力f恒為車和人總重的k=0.02倍．取g=10m/s2，求：

(1)此車永磁鐵電機(jī)在額定電壓下正常工作時(shí)的總功率和效率．

(2)該永磁鐵電機(jī)線圈的電阻是多少？

(3)僅在永磁鐵電機(jī)以額定功率提供動(dòng)力的情況下，人騎車行駛的最大速度．

規(guī) 格

后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁體電機(jī)

車型

26″電動(dòng)自行車

額定輸出功率

100W

整車質(zhì)量

30kg

額定電壓

40V

最大載重

120kg

額定電流

3.5A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用如圖所示的裝置可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，把滑塊放在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上，通過跨過定滑輪的繩與鉤碼相連，光電計(jì)時(shí)器的兩個(gè)光電門間的距離為s，滑塊的寬度為d（遠(yuǎn)小于s），如圖所示。光電計(jì)時(shí)器能夠記錄下滑塊分別通過兩個(gè)光電門的時(shí)間t1、t2，請(qǐng)回答下列問題：

（1）滑塊的右端兩次經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v1=__________，v2=___________。

（2）本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的關(guān)系是_______________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r，閉合電鍵S，將滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)一段距離后，（電壓表和電流表均視為理想）下列結(jié)論正確的是（ ）

A.燈泡L變亮

B.電源的輸出功率變小

C.電流表讀數(shù)變大

D.電容器C上電荷量減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖表示,在磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO′在豎直面內(nèi)垂直磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m、帶電荷為+q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanα�，F(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開始下滑，試問圓環(huán)在下滑過程中：

（1）圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大？

（2）圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖1所示裝置，通過半徑相同的A，B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．

（1）實(shí)驗(yàn)中必須要求的條件是（______）　

A．斜槽軌道盡量光滑以減少誤差

B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．入射球和被碰球的質(zhì)量必須相等，且大小相同

D．入射球每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下

（2）在以下選項(xiàng)中，哪些是本次實(shí)驗(yàn)必須進(jìn)行的測(cè)量（______）

A．水平槽上未放B球時(shí)，測(cè)量A球落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離

B．A球與B球碰撞后，測(cè)量A球落點(diǎn)M到O點(diǎn)的距離

C．A球與B球碰撞后，測(cè)量B球落點(diǎn)N到O點(diǎn)的距離

D．測(cè)量A球或B球的直徑

E．測(cè)量A球和B球的質(zhì)量（或兩球質(zhì)量之比）

F．測(cè)量釋放點(diǎn)G相對(duì)于水平槽面的高度

G．測(cè)量水平槽面離地的高度

（3）某次實(shí)驗(yàn)中得出的落點(diǎn)情況如圖2所示，假設(shè)碰撞過程中動(dòng)量守恒，則入射小球質(zhì)量m1和被碰小球質(zhì)量m2之比為___________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)為L＝8 cm，兩板間距離d＝8 cm，A板比B板電勢(shì)高300 V，一帶正電的粒子電荷量為q＝1.0×10－10C，質(zhì)量為m＝1.0×10－20kg，沿電場(chǎng)中心線RO垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度v0＝2.0×106m/s，粒子飛出電場(chǎng)后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場(chǎng)區(qū)域，然后進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域（設(shè)界面PS右側(cè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響）．已知兩界面MN、PS相距為12 cm，D是中心線RO與界面PS的交點(diǎn)，O點(diǎn)在中心線上，距離界面PS為9 cm，粒子穿過界面PS做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。（靜電力常量k＝9.0×109N·m2/C2，粒子的重力不計(jì)）

（1）求粒子穿過界面MN時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)？到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)多遠(yuǎn)？

（2）在圖上粗略畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（3）確定點(diǎn)電荷Q的電性并求其電荷量的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下面說法正確的是（ ）

A.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比，與IL乘積成反比

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與小磁針N極所受磁場(chǎng)力的方向相同

C.一小段通電直導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零

D.磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根正對(duì)的平行金屬直軌道MN、MN位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l = 0.50 m，軌道的MM′端之間接一阻值R = 0.40 Ω的定值電阻，NN′端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N′P′平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為R0 = 0.50 m。直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d = 0.80 m，且其右邊界與NN′重合�，F(xiàn)有一質(zhì)量m = 0.20 kg、電阻r = 0.10 Ω的導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界s = 2.0 m處。在與桿垂直的水平恒力F = 2.0 N的作用下ab桿開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)的左邊界時(shí)撤去F，結(jié)果導(dǎo)體ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PP′。已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動(dòng)過程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.10，軌道的電阻可忽略不計(jì)，取g = 10 m/s2，求：

（1）導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過導(dǎo)體桿上的電流大小和方向；

（2）導(dǎo)體桿穿過磁場(chǎng)的過程中通過電阻R上的電荷量；

（3）導(dǎo)體桿穿過磁場(chǎng)的過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱。

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