【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點正上方h=2R高處由靜止釋放，小球P和小球Q大小相等，均可視為質(zhì)點，重力加速度為g，

（1）求小球P到達(dá)圓心軌道最低點C時的速度大小和對軌道的壓力；

（2）求在小球P壓縮彈簧的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能；

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

【答案】（1）7mg（2）3R

【解析】（1）小球P從A運(yùn)動到C的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒得

又 h=2R，

解得：

在最低點C處，根據(jù)牛頓第二定律得： ，解得：FN=7mg，

根據(jù)牛頓第三定律可知，小球P對軌道的壓力大小為7mg，方向豎直向下．

（2）彈簧被壓縮過程中，當(dāng)兩球速度相等時，彈簧具有最大彈性勢能，以向右為正，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒得：mvC=（m+M）v，

根據(jù)機(jī)械能守恒定律得： ．

聯(lián)立解得：

（3）設(shè)小球P從B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： ．

彈簧被壓縮后再次恢復(fù)到原長時，設(shè)小球P和Q的速度大小分別為v1和v2，根據(jù)動量守恒定律有：

根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：

要使P球經(jīng)彈簧反彈后恰好回到B點，則有： ．

聯(lián)立解得：H=3R

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖（1)所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗證系統(tǒng)機(jī)械能守恒在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個光電門1、2，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連

①用10分度游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度d，如圖（2）所示遮光條寬度d=___________mm

②實驗時要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平。不掛鉤碼和細(xì)線，接通氣源，輕推滑塊從軌道右端向左運(yùn)動的過程中，發(fā)現(xiàn)遮光條通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間.以下選項中能夠達(dá)到調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平目標(biāo)的措施是_______（選填相應(yīng)選項前的符號）

A.調(diào)節(jié)旋鈕P使軌道左端升高一些

B.遮光條的寬度增大一些

C.滑塊的質(zhì)量增大一些

D.氣源的供氣量增大一些

③調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平后，掛上細(xì)繩和鉤碼進(jìn)行實驗，測出光電門1、2間的距離L. 遮光條的寬度d，滑塊和遮光條的總質(zhì)量M，鉤碼質(zhì)量m. 由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門1、2的時間t1、t2，則遮光條通過光電門1時的瞬時速度的表達(dá)式v1=__________；驗證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律成立的表達(dá)式是________________（用題中的字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一端開口導(dǎo)熱良好的氣缸放置在水平平臺上，活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積為50cm2，氣缸全長21cm，氣缸質(zhì)量為20kg，大氣壓強(qiáng)為1×105Pa，當(dāng)溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，現(xiàn)將氣缸倒過來豎直懸掛在天花板上，如圖乙所示，g取10m/s2．

①求穩(wěn)定后，活塞相對氣缸移動的距離；

②當(dāng)氣缸被豎直懸掛在天花板上，活塞下降并達(dá)到穩(wěn)定的過程中，判斷氣缸內(nèi)氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩列簡諧橫波A、B分別沿x軸正、負(fù)方向傳播，兩列波的波速大小相等，振幅均為10 cm。如圖所示，在t=0時刻，兩列波恰好分別傳播到x=-2 cm和x=2 cm的位置。下列說法正確的是____。

A.兩列波將同時傳到坐標(biāo)原點0

B．t=0時刻，P、Q兩質(zhì)點振動的方向相同

C．A、B兩列波相遇后將會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

D．兩列波的波源開始振動時的方向相同

E．當(dāng)M點的振動形式傳播到坐標(biāo)原點時，x=0處的質(zhì)點偏離平衡位置的位移為10 cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在“用單擺測重力加速度”的實驗中進(jìn)行了如下的操作：

(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑的示數(shù)如圖所示，則擺球的直徑為 ______ cm。把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長，通過計算得到擺長L。

(2)用秒表測量單擺的周期。當(dāng)單擺擺動穩(wěn)定且到達(dá)最低點時開始計時并記數(shù)為n=0，單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n=60時秒表的示數(shù)t=68.4s，該單擺的周期T= _______s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)該小組的另一同學(xué)沒有使用游標(biāo)卡尺也測出了重力加速度。他采用的方法是：先測出一擺線較長的單擺的振動周期T1，然后把擺線縮短，再測出其振動周期T2，用該同學(xué)測出的物理量表達(dá)重力加速度為g=_____.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】打乒乓球是人們較為喜愛的一項娛樂活動．發(fā)球時，人用球拍拍打乒乓球，球先會落到自己一側(cè)，再反彈到對方一側(cè)，如果反彈后撞網(wǎng)或未落到對方區(qū)域，則判為負(fù)．某同學(xué)在某次發(fā)球的過程中，用球拍水平拍球，卻使球反彈后在上升的過程中撞網(wǎng)了。現(xiàn)忽略空氣阻力，在其他條件不變的情況下，為使球能落到對方區(qū)域，下列操作可行的是(　　)

A. 換用質(zhì)量稍大的乒乓球 B. 增大水平拍球的高度

C. 后退一些再水平拍球 D. 增大水平拍球的初速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖示為遠(yuǎn)距離輸電原理的示意圖，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n3、n4，電壓分別為U3、U4，電流分別為I3、I4（變壓器均為理想變壓器），當(dāng)用電器正常工作時，下列關(guān)系式正確的是（ ）

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，賽車場的一個水平彎道BCB′的轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點的半圓，半徑為r。一輛質(zhì)量為m的賽車可以通過ACA′經(jīng)彎道到達(dá)A′處，也可以通過BCB′經(jīng)彎道到達(dá)B′處。其中ACA′是以O′為圓心的半圓，半徑為2r。OO′在同一條與平直部分賽道平行的直線上且OO′＝r.賽車沿圓弧路線行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力為fmax.選擇路線，賽車以不打滑的最大速率通過彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變，發(fā)動機(jī)功率足夠大)，則下列說法中不正確的是(　　)

A. 選擇路線ACA′，賽車的速率小

B. 選擇路線ACA′，賽車所用時間較短

C. 選擇路線BCB′，賽車經(jīng)過的路程較短

D. 分別在兩條路線的圓弧上運(yùn)動時，賽車的向心加速度大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為研究電磁制動的效果，在小車的水平底面安裝寬為L，長為2L的矩形線圈abcd，線圈匝數(shù)為N，總電阻為R，水平直軌道上虛線PQ和MN之間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，其間距為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖所示，沿軌道運(yùn)動的總質(zhì)量為m的小車，受到地面的阻力為f，當(dāng)車頭（ab邊）進(jìn)入磁場時的速度為，車尾（cd邊）離開磁場時速度恰好減為零，求：

（1）車頭進(jìn)入磁場時，小車加速度的大小；

（2）從ab進(jìn)入到ab離開磁場的過程中，通過導(dǎo)線截面的電荷量；

（3）電磁制動過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱。

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同步練習(xí)冊答案