【題目】兩個(gè)小球a、b質(zhì)量均為2kg,b球置于水平臺(tái)的右邊緣,帶q=0.2C正電荷;a球從半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道頂端,從靜止開(kāi)始滑下。與b發(fā)生完全非彈性碰撞后,一起飛入互相垂直的復(fù)合場(chǎng)中,已知水平臺(tái)的MN段粗糙,且MN段長(zhǎng)L=2m,摩擦因數(shù)μ=0.2,軌道Nb部分光滑。勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向外;【bda、b一起在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,且bc=cd,E=200N/C,B=10T,取g=10m/s2。求:

(1)a下滑到圓弧軌道末端M點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力大小

(2)水平臺(tái)的高度

(3)a、b在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

(4)整個(gè)過(guò)程中a、b系統(tǒng)損失多少機(jī)械能

【答案】(1)60N,方向豎直向下 (2)m (3)3.14s (4)125J

【解析】

1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解a球到達(dá)M點(diǎn)的速度,根據(jù)牛頓第二定律求解a對(duì)圓弧軌道的壓力;

2ab碰撞過(guò)程,動(dòng)量守恒;在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),求解運(yùn)動(dòng)半徑,從而求解水平臺(tái)的高度;

3)在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為;

4)根據(jù)功能關(guān)系求解ab系統(tǒng)損失的機(jī)械能.

1a球從釋放到圓弧最低點(diǎn)M時(shí),機(jī)械能守恒:mgR=mvM2

解得vM=4m/s;

M點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律:N-mg=m

解得N=60N

根據(jù)牛頓第三定律可知,a對(duì)圓弧軌道的壓力為N′=N=60N,方向豎直向下;

2a球從MP由動(dòng)能定理:

解得vP=2m/s

ab碰撞過(guò)程,由動(dòng)量守恒定律:mvP=2mv

解得v=m/s

復(fù)合場(chǎng)中,因F=qE=2mg=40N,所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng),

qvB=2m可得:

水平臺(tái)面的高度為h=r=2m

3)在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

4)根據(jù)功能關(guān)系可知,ab系統(tǒng)損失的機(jī)械能為:

解得E≈125J

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】某均勻介質(zhì)制成的柱形棱鏡的橫截面如圖所示,其中CD是圓心為O,半徑為4m的四分之一圓弧,ABOD是矩形。若光線從CD上的某一點(diǎn)沿半徑方向入射,進(jìn)入棱鏡后在BC上的O點(diǎn)發(fā)生全反射,然后由ABM點(diǎn)射出,測(cè)得出射光線與法線夾角θ的正弦值為。已知OB=2m,,真空中的光速為c,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

(1)光在該介質(zhì)中的傳播速度v;

(2)光線從CD沿半徑方向入射,從AB射出時(shí),入射光與OD夾角α的范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線則下列說(shuō)法正確的是(

A. 若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長(zhǎng)相同,則圖線I表示月球上單擺的共振曲線

B. 若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩次擺長(zhǎng)之比ll=254

C. 圖線Ⅱ若是在地面上完成的則該擺擺長(zhǎng)約為1 m。(

D. 若擺長(zhǎng)均為1 m,則圖線I是在地面上完成的

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】現(xiàn)有一個(gè)阻值大約為20Ω的電阻,為了更精確地測(cè)量其電阻,實(shí)驗(yàn)室給出了以下器材:

①電流表G1(0~50mA,內(nèi)阻r1=3Ω) ②電流表G2(0~100mA,內(nèi)阻r2=1Ω)

③定值電阻R1(R1=150Ω) ④定值電阻R2(R2=15Ω)

⑤滑動(dòng)變阻器R(0~5Ω) ⑥干電池(1.5V,內(nèi)阻不計(jì)) ⑦開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干

(1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,其中A、B一個(gè)為被測(cè)電阻、一個(gè)為定值電阻,請(qǐng)問(wèn)圖中電阻為被測(cè)電阻____________ (填“A”或“B”),定值電阻應(yīng)選____________ (填“R1”或“R2”)

(2)若某次測(cè)得電流表G1、G2的示數(shù)分別為I1、I2.則被測(cè)電阻的大小為____________(用已知和測(cè)量物理量的符號(hào)表示)

(3)若通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,該同學(xué)測(cè)得多組I1、I2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出I1、I2的圖象如圖乙所示,并求得圖象的斜率k=1.85,則被測(cè)電阻的大小為____________Ω(保留三位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一對(duì)正、負(fù)電子(正電子質(zhì)量和電量與電子大小相等,電性相反)分別以相同速度沿與x軸成60°角從原點(diǎn)射入磁場(chǎng),則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為(

A. 12B. 21C. 1D. 11

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的圓柱形絕熱氣缸豎直放置,其橫截面積1×103m2,氣缸內(nèi)有質(zhì)量m=l0kg的活塞,活塞與氣缸壁封閉良好,不計(jì)摩擦.開(kāi)始時(shí)活塞被插銷(xiāo)K固定于離缸底18cm的位置,此時(shí)氣缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)2.0×105Pa,溫度為300K,外界大氣壓為1.0×105Pa,g=10m/s2。

①現(xiàn)對(duì)密閉氣體加熱,當(dāng)溫度升到600K時(shí),其壓強(qiáng)多大?

②若在溫度600K時(shí)拔去插銷(xiāo)K,活塞向上運(yùn)動(dòng),最后靜止在某一位置時(shí),氣缸內(nèi)氣體的溫度為400K,則這個(gè)過(guò)程中活塞上升的距離為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙兩車(chē)某時(shí)刻由同一地點(diǎn),沿同一方向開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng).若以該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),得到兩車(chē)的位移﹣時(shí)間圖象(即x﹣t圖象),如圖所示.甲圖象過(guò)O點(diǎn)的切線與AB平行,過(guò)C點(diǎn)的切線與OA平行,則下列說(shuō)法中正確的是(  )

A. 在兩車(chē)相遇前,t1時(shí)刻兩車(chē)相距最遠(yuǎn)

B. 0﹣t2時(shí)間內(nèi),甲車(chē)的瞬時(shí)速度始終大于乙車(chē)的瞬時(shí)速度

C. 0﹣t3時(shí)間內(nèi),甲車(chē)的平均速度大于乙車(chē)的平均速度

D. t3時(shí)刻甲車(chē)在乙車(chē)的前方

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平面上有兩根相距0.5m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MNPQ,它們的電阻忽略不計(jì),在MP之間接有阻值R的定值電阻,現(xiàn)有一質(zhì)量m0.5kg的導(dǎo)體棒ab,長(zhǎng)L=0.5m,其電阻r1.0Ω,與導(dǎo)軌接觸良好,整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,現(xiàn)使導(dǎo)體棒abv=8m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)。求:

(1)導(dǎo)體棒ab中電流的方向;

(2)ab兩端電壓U;

(3)導(dǎo)體棒ab所受的外力大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m,a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=3.0×103N/C,b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.3T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今有一質(zhì)量為m=2.4×10-13kg、電荷量為q=4.0×10-8C的帶正電的粒子(不計(jì)重力),從貼近a板的左端以v0=1.0×104m/s的初速度從A點(diǎn)水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng),剛好從狹縫P處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后粒子回到b板的Q(圖中未畫(huà)出)。求:

1)粒子到達(dá)P處時(shí)的速度大小和方向;

2P、Q之間的距離L

3)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間t。

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