【題目】如圖所示,在光滑的水平地面上的左端連接一光滑的半徑為R的圓形固定軌道,并且水平面與圓形軌道相切,在水平面內(nèi)有一質(zhì)量M=3m的小球Q連接著輕質(zhì)彈簧,處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小球P從B點(diǎn)正上方h=R高處由靜止釋放,小球P和小球Q大小相同,均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g。

(1)求小球P到達(dá)圓心軌道最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小和對(duì)軌道的壓力;

(2)求在小球P壓縮彈簧的過(guò)程中,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能;

(3)若小球P從B點(diǎn)上方高H處釋放,恰好使P球經(jīng)彈簧反彈后能夠回到B點(diǎn),求高度H的大小。

【答案】(1)5mg (2) (3)3R

【解析】(1)小球PA運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程,根據(jù)機(jī)械能守恒得:mg(h+R)=mvC2
h=2R,
解得:vC=

在最低點(diǎn)C處,根據(jù)牛頓第二定律得:FN-mg=m
解得:FN=7mg,
根據(jù)牛頓第三定律可知,小球P對(duì)軌道的壓力大小為7mg,方向豎直向下.
(2)彈簧被壓縮過(guò)程中,當(dāng)兩球速度相等時(shí),彈簧具有最大彈性勢(shì)能,以向右為正,根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒得:mvC=(m+M)v,
根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:mvC2=EPm+(m+M)v2
聯(lián)立解得:EPm=mgR
(3)設(shè)小球PB上方高H處釋放,到達(dá)水平面速度為v0,由機(jī)械能守恒定律得:
mg(H+R)=mv02
彈簧被壓縮后再次恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí),設(shè)小球PQ的速度大小分別為v1v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:mv0=-mv1+Mv2
根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:mv02=mv12+Mv22
要使P球經(jīng)彈簧反彈后恰好回到B點(diǎn),則有:
mgR=mv12
聯(lián)立解得:H=3R

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】熱敏電阻傳感電路中常用的電子元件。現(xiàn)用伏安法測(cè)繪出熱敏電阻分別在溫度 =45℃和=75 ℃時(shí)的伏安恃性曲線,要求所繪的伏安特性曲線盡可能完整。先用歐姆表粗測(cè)出常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值大約為5,熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他可用的器材有:

a.電流表 (量程0.6 A,內(nèi)阻約2)

b.電流表 (量程3A,內(nèi)阻約0.4)

c.電壓表 (量程15V,內(nèi)阻約50k)

d.電壓表 (量程3A,內(nèi)阻約10k)

e.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值100 )

f. 滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值20 )

g.電源E(電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻可忽略不計(jì))

h.盛有熱水的熱水杯(圖中未畫出)

i.開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干

(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用____(填“"或“”),電壓表應(yīng)選用____ (填“”或"”),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_____(填“R1"或“R2”)。

(2)將如圖所示的實(shí)物圖連接完整,形成測(cè)量電路(實(shí)線代表導(dǎo)線),要求測(cè)量誤差盡可能小。

__________________

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要的操作步驟供如下,合理的順序是________(填寫步驟前的字母)

A.接通電路,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,多次記錄電壓表和電流表的示數(shù)

B.往保溫杯中緩饅加入熱水,并同步攪動(dòng)均勻,得到溫度穩(wěn)定在t1

C.往保溫杯中緩慢加入一定量的冷水,將熱敏電阻和溫度計(jì)插入保溫杯中

D.往保溫杯中加入一些熱水,待溫度穩(wěn)定在t2

E.在同一個(gè)坐標(biāo)系中繪出兩個(gè)溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流,下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 當(dāng)線框位于中性面時(shí),線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B. 當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量為零時(shí),線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零

C. 每當(dāng)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流方向就改變一次

D. 線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí),各邊不切割磁感線

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是

A. 大量光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性,個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出波動(dòng)性

B. 光在傳播時(shí)是波,而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子

C. 光的波動(dòng)性是大量光子之間的相互作用引起的

D. 波粒二象性是光的根本屬性,有時(shí)它的波動(dòng)性顯著,有時(shí)它的粒子性顯著

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)在做研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),以下說(shuō)法正確的是_______。

A.小球釋放的初始位置越高越好

B.每次小球要從同一高度同一位置由靜止釋放

C.實(shí)驗(yàn)前要用重垂線檢查坐標(biāo)紙上的豎線是否豎直

D.小球的平拋運(yùn)動(dòng)要靠近但不接觸木板

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于線圈的自感系數(shù),下面說(shuō)法正確的是(

A. 線圈的自感系數(shù)越大,自感電動(dòng)勢(shì)一定越大

B. 線圈中的電流變化越快,自感系數(shù)越大

C. 線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無(wú)鐵芯決定。

D. 線圈中的電流等于零時(shí),自感系數(shù)也等于零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示電子射線管.陰極K發(fā)射電子,陽(yáng)極P和陰極K間 加上電壓后電子被加速。A、B是偏向板,使飛進(jìn)的電子偏離.若已知P、K間所加電壓UPK=2.5×104V,兩極板長(zhǎng)度L=6.0×10-2m,板間距離d=3.6×10-2m,所加電壓UAB=1000V,R=3×10-2m, 電子質(zhì)量me=9.1×10-31kg,電子的電荷量e=-1.6×10-19C。設(shè)從陰極出來(lái)的電子速度為0,不計(jì)重力。(保留兩位有效數(shù)字)

(1)電子通過(guò)陽(yáng)極P板的速度υ0是多少?

(2)電子從偏轉(zhuǎn)電極出來(lái)時(shí)的偏移距離y是多少?

(3)電子從偏轉(zhuǎn)電極出來(lái)時(shí)具有動(dòng)能Ek是多少?

(4)電子過(guò)偏轉(zhuǎn)電極后到達(dá)距離偏轉(zhuǎn)電極R=3×10-2m熒光屏上O′點(diǎn),此點(diǎn)偏離入射方向的距離h是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是(

A. 平拋運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)

B. 平拋運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)

C. 平拋運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)

D. 平拋運(yùn)動(dòng)合速度方向不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中.

1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_______(交流直流)電源的儀器.當(dāng)所接電源頻率是50Hz時(shí),它每隔________s打一次點(diǎn).

2)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到的物理量是________

A.時(shí)間間隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬時(shí)速度

3)接通電源與釋放紙帶,讓紙帶(隨小車)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),操作正確的是 ________  

A.先接通電源,后釋放紙帶 B.先釋放紙帶,后接通電源

C.釋放紙帶的同時(shí)接通電源 D.先接通電源或先釋放紙帶都可以

4)如圖所示為某次小車實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),圖中O點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn),A、BC、D為每隔4點(diǎn)選定的計(jì)數(shù)點(diǎn).根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù),紙帶在B、D間的平均速度為_______cm/s,打B點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度為__________cm/s,小車運(yùn)動(dòng)的加速度是__________m/s2

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