【題目】如圖所示,兩個半徑均為R的四分之一圓弧構成的光滑細管道ABC豎直放置,且固定在光滑水平向上,圓心連線O1O2水平,輕彈簧左端定在豎直板上,右端與質量為m的小球接觸(不拴接,小球的直略小于管的內徑),寬和高與為R的本盒子固定于水平面上,盒子左側DG到管道右端C的水平離為R,開始時彈簧處手鎖定狀態(tài),具有的彈性勢能為4mgR,其中g為重力加速度.解除鎖定、小球離開彈簧進入管道、最后從C點拋出.(軌道ABC與木盒截面EFGD在同一豎直面內)

1)求小球經C點時的動能

2)求小球經C點時對軌道的壓力;

3)小球從C點拋出后能直接擊中盒子底部時,討論彈簧定時彈性勢能滿足什么條件

【答案】12mgR23mgR3

【解析】

由機械能守恒定律可以求出小球的動能,小球做圓周運動,由牛頓第二定律可以求出小球經C點時對軌道的壓力;小球離開C后做平拋運動,由能量守恒定律求出彈簧的彈性勢能;

解:(1)小球釋放到C的過程,對其應用動能定理可得:

解得小球經C點時的動能:

(2)(1)可知C點小球的速度:

C點:取向下為正,由牛頓第二定律可得:

解得: 方向向下

由牛頓第三定律可知C點小球對軌道的壓力大小也為;方向垂直軌道向上

(3)小球恰從G點射入盒子中可直接擊中底部,由平拋運動規(guī)律可得:

豎直方向:

水平方向:

聯(lián)立解得:

小球釋放到C的過程:

得:

小球直接擊中E點時,彈性勢能取符合條件的最大值,由平拋運動規(guī)律可得:

豎直方向:

水平方向:

聯(lián)立解得:

小球釋放到C的過程:

得:

綜上符合條件的彈性勢能應滿足:

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在同一條平直公路上行駛的a車和b車,其速度﹣時間圖象分別為圖中直線a和曲線b,已知t=0時刻a車與b車在同一位置,t2時刻a車在b車前方,由圖可知( 。

A. a車與b車一定相遇二次

B. t2時刻b車的運動方向發(fā)生改變

C. t1t2時間內兩車之間的距離越來越小

D. 時間內,t1時刻兩車相距最遠

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】“嫦娥四號已成功降落月球背面,未來中國還將建立繞月軌道空間站.如圖所示,關閉動力的宇宙飛船在月球引力作用下沿地-月轉移軌道向月球靠近,并將與空間站在A處對接.已知空間站繞月軌道半徑為r,周期為T,萬有引力常量為G,月球的半徑為R,下列說法正確的是( )

A. 宇宙飛船在A處由橢圓軌道進入空間站軌道必須點火減速

B. -月轉移軌道的周期小于T

C. 月球的質量為

D. 月球的第一宇宙速度為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,矩形線圈abcd與理想變壓器原線圖組成閉合電路,線圖在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉動,磁場只分布在bc邊的左側,磁感應強度大小為B,線圈面積為S,轉動角速度為,匝數(shù)為N,線圈電阻不計,下列說法正確的是

A. 線圈abcd轉動過程中,線圈最大磁通量為NBS

B. 圖示位置時,矩形線圈中產生的電動勢最小

C. 將原線抽頭P向上滑動時,燈泡變亮

D. 若線abcd轉動的角速度變?yōu)?/span>,則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學通過實驗測定一個阻值約為5Ω的電阻的阻值:

(1)現(xiàn)有電源(4V,內阻可不計、滑動變阻器(050aΩ,額定電流2A)、開關和導線若干,以及下列電表:

A.電流表(03A,內阻約0.025Ω)

B.電流表(00.6A,內阻約0.125Ω)

C.電壓表(03V,內阻約3kΩ)

D.電壓表(015V,內阻約15kΩ)

為減小測量誤差,在實驗中,電流表應選用_____,電壓表應選用______(選填器材前的字母)

(2)下圖是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線。要求電壓表和電流表從零開始讀數(shù),補充完成圖中實物間的連線____

(3)接通開關,改變滑動變阻器滑片P的位置,并記錄對應的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U,某次電表示數(shù)如圖所示,可得該電阻的測量值_______Ω(保留三位有效數(shù)字)。

(4)在測量電阻的過程中產生誤差的主要原因是________(選填選項前的字母)

A.電流表測量值小于流經的電流值

B.電流表測量值大于流經的電流值

C.電壓表測量值小于兩端的電壓值

D.電壓表測量值大于兩端的電壓值

(5)實驗中為減少溫度的變化對電阻率的影響,采取了以下措施,其中在確的是______

A.多次測量UI,圖像,再求R

B.多次測量UI,先計算R,再求R的平均值

C.實驗中通電電流不宜過大,通電時間不宜過長

D.多次測量U、I,先求UI的平均值,再求R

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一半徑為R的透明球狀物體的橫截面如圖所示,圓弧CD內表面鍍銀(含邊界),O為球心,A、B、C、D是圓的四等分點.有一點光源S,發(fā)出的一條細光線射到B點,與DB的夾角為60°,經折射后直接射到C點,從透明球狀物體射出后剛好可以回到S點,光在真空中的速度為c(為計算方便,取sinl5°0.25,答案值可用根式表示),試求

(1)透明物體的折射率n

(2)光從S點發(fā)出到射回S點所需的總時間

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某興趣小組的同學用下列實驗器材設計一個電路來比較精確地測量電阻R(3kΩ)的阻值。

A.電壓表V1,量程為0~4V,內阻為r1=6kΩ

B.電壓表V2,量程為0~10V,內阻約為6kΩ

C.滑動變阻器R1(0~100Ω),額定電流1A

D.滑動變阻器R2(0~500Ω),額定電流0.2A

E.定值電阻R0=6kΩ

F.電源電動勢E=12V,內阻很小

G.開關S、導線若干

要求實驗中電表示數(shù)從零調節(jié),可獲得多組測量數(shù)據(jù),且電表讀數(shù)不得小于其量程的,測量結果盡量準確,實驗操作方便。

(1)由實驗要求應選擇的實驗器材有___________(填器材前面的字母序號);

(2)在虛線框內畫出測量電阻的最合理電路圖______________(電路圖上標明所用儀器的代號)

(3)用已知量和測量的量表示Rx的表達式RX=___________,說明式中各字母所表示的物理量:___________

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖1所示的是工業(yè)上探測物件表面層內部是否存在缺陷的渦流探傷技術.其原理是用電流線圈使物件內產生渦電流,借助探測線圈測定渦電流的改變,從而獲得構件內部是否斷裂及位置的信息.如圖2所示的是一個帶鐵芯的線圈L、開關S和電源用導線連接起來的跳環(huán)實驗裝置,將一個套環(huán)置于線圈L上且使鐵芯穿過其中,閉合開關S的瞬間,套環(huán)將立刻跳起.關于對以上兩個運用實例理解正確的是( 。

A. 渦流探傷技術運用了互感原理,跳環(huán)實驗演示了自感現(xiàn)象

B. 能被探測的物件和實驗所用的套環(huán)必須是導電材料

C. 以上兩個案例中的線圈所連接電源都必須是變化的交流電源

D. 以上兩個案例中的線圈所連接電源也可以都是穩(wěn)恒電源

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為10 : 1,b是原線圈的中心抽頭,電壓表和電流表均為理想電表,除R以外其余電阻不計。從某時刻開始單刀雙擲開關擲向a,在原線圈兩端加上如圖乙所示交變電壓,則下列說法中正確的是(   )

A. 該交變電壓瞬時值表達式為(V)

B. 單刀雙擲開關由a扳到b,電壓表和電流表的示數(shù)都變大

C. t2×10-2 s時,電壓表的讀數(shù)為31.1 V

D. 滑動變阻器觸片向上移,電壓表示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變小

查看答案和解析>>

同步練習冊答案