【題目】是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道,在下端B與水平直軌道相切,如圖所示.一小球自A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始沿軌道下滑.已知圓軌道半徑為R,小球的質(zhì)量為m,不計(jì)各處摩擦.求
(1)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能
(2)小球下滑到距水平軌道的高度為 R時(shí)的速度大小和方向
(3)小球經(jīng)過(guò)圓弧軌道的B點(diǎn)和水平軌道的C點(diǎn)時(shí),所受軌道支持力NB、NC各是多大?
【答案】
(1)解:從A到B的過(guò)程中,機(jī)械能守恒
所以 Ek=mgR.
答:小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為mgR.
(2)解:根據(jù)機(jī)械能守恒△Ek=△Ep
mv2= mgR
所以小球速度大小v= ,
速度方向沿圓弧的切線向下,
小球距水平軌道的高度為 R,由三角形的關(guān)系可知,小球與豎直方向的夾角為30°.
答:小球下滑到距水平軌道的高度為 R時(shí)的速度大小為 ,方向?yàn)檠貓A弧的切線向下,與豎直方向成30°.
(3)解:根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及機(jī)械能守恒,在B點(diǎn)
NB﹣mg=m ,
mgR= mvB2
解得 NB=3mg
在C點(diǎn)時(shí),小球受力平衡,所以 NC=mg.
答:所受軌道支持力NB為3mg,NC為mg.
【解析】(1)整個(gè)過(guò)程中,機(jī)械能守恒,可以求得小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能;(2)在根據(jù)機(jī)械能守恒可以求得小球下滑到距水平軌道的高度為 R時(shí)的速度大小和方向;(3)對(duì)小球受力分析,由牛頓第二定律可以求得支持力的大。
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用向心力和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案,需要掌握向心力總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大。幌蛐牧κ歉鶕(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),千萬(wàn)不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力;應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒(méi)有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A. 圖1為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖象,由圖可知狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高
B. 圖2為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p-V圖線,由圖可知?dú)怏w由狀態(tài)A變化到B的過(guò)程中,氣體分子平均動(dòng)能先增大后減小
C. 圖3為分子間作用力的合力與分子間距離的關(guān)系,可知當(dāng)分子間的距離r>r0時(shí),分子勢(shì)能隨分子間的距離增大而增大
D. 液體表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大;附著層內(nèi)液體分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離
E. 一定質(zhì)量的理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中,氣體內(nèi)能增加的同時(shí)向外界釋放熱量
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( )
A.力是物體對(duì)物體的作用,力總是成對(duì)出現(xiàn)的
B.物體受到的重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的
C.相互接觸的兩個(gè)物體間一定有彈力產(chǎn)生
D.滑動(dòng)摩擦力的方向可以和物體運(yùn)動(dòng)方向相同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,斜面的傾角為,一物塊的質(zhì)量m=1kg,物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因素,滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力.求()
(1)若物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí),求此時(shí)的重力沿斜面的分力大小與物塊與斜面之間摩擦力的大小.
(2)當(dāng)物塊靜止在斜面上,若要使物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng),則至少施加多大沿斜面向上的力.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證“作用力一定時(shí),加速度與質(zhì)量成反比”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,以下做法中正確的是( )
A. 平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上
B. 每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力
C. 實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)小車(chē),再接通電源
D. 可以利用天平測(cè)出砂桶和砂的質(zhì)量m和小車(chē)的質(zhì)量M,直接用公式求出加速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】利用電容傳感器可檢測(cè)礦井滲水,及時(shí)發(fā)出安全警報(bào),從而避免事故的發(fā)生.如圖所示是一種通過(guò)測(cè)量電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)礦井中液面高低的儀器原理圖,A為固定的導(dǎo)體芯,B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì),C為導(dǎo)電液體(礦井中含有雜質(zhì)的水),A,C構(gòu)成電容器.已知靈敏電流表G的指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系:電流從哪側(cè)流入電流表則電流表指針向哪側(cè)偏轉(zhuǎn).若礦井滲水(導(dǎo)電液體深度h增大),則電流表( )
A.指針向右偏轉(zhuǎn),A,C構(gòu)成的電容器充電
B.指針向左偏轉(zhuǎn),A,C構(gòu)成的電容器充電
C.指針向右偏轉(zhuǎn),A,C構(gòu)成的電容器放電
D.指針向左偏轉(zhuǎn),A,C構(gòu)成的電容器放電
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線,均通以恒定電流I.直線部分和坐標(biāo)軸接近重合,彎曲部分是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心的相同半徑的一段圓弧,已知直線部分在原點(diǎn)O處不形成磁場(chǎng),則圖乙中O處磁感應(yīng)強(qiáng)度和圖甲中O處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的是( )
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】中國(guó)著名物理學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士何澤慧教授曾在1945年首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到正、負(fù)電子的彈性碰撞過(guò)程。有人設(shè)想利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)控制正、負(fù)電子在云室中運(yùn)動(dòng)來(lái)再現(xiàn)這一過(guò)程。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理如下:在如圖所示的xOy平面內(nèi),A、C二小孔距原點(diǎn)的距離均為L,每隔一定的時(shí)間源源不斷地分別從A孔射入正電子,C孔射入負(fù)電子,初速度均為v0,方向垂直x軸,正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m,電荷量分別為e和-e(忽略電子之間的相互作用及電子重力)。在y軸的左側(cè)區(qū)域加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),在y軸的右側(cè)區(qū)域加一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),要使正、負(fù)電子在y軸上的P(0,L)處相碰。求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向;
(2)在P點(diǎn)相碰的正、負(fù)電子射入小孔的時(shí)間差;
(3)由A孔射入電場(chǎng)的正電子,有部分在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有與負(fù)電子相碰,最終打在x正半軸上D點(diǎn),求OD間距離。
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