【題目】某彈射游戲裝置如圖甲所示，處于同一豎直平面內(nèi)的三段光滑管道AB、BC、CD在B、C處平滑連接，其中AB段是直管，水平放置，BC、CD分別是半徑為和R的圓弧管，管道上端出口D點切線水平且與水平面間距為R。長為L（可調(diào)）摩擦因數(shù)為的粗糙水平軌道DE與圓弧軌道相連于D點，彈射裝置發(fā)射的小球可視為質(zhì)點，質(zhì)量為m，管道粗細(xì)可以忽略。

(1)若某次小球發(fā)射后剛好能到達(dá)D點，試求小球通過小圓弧最低點B時對軌道的壓力是重力的多少倍；

(2)改變彈簧的壓縮量，測得小球在D點時對軌道上側(cè)的壓力F與彈簧彈性勢能EP之間的關(guān)系如圖乙所示，試求小球的質(zhì)量m和大圓弧半徑R；

(3)在第(2)小題結(jié)果的基礎(chǔ)上，現(xiàn)使彈簧儲存J彈性勢能，問應(yīng)調(diào)節(jié)DE長度L為何值時，小球在水平面上的落點P（圖中未畫出）與D點水平距離最大？最大距離為多少。

【答案】（1）9倍；（2）0.1kg，1m；（3）m，m

【解析】

（1）從B→D 由機(jī)械能守恒

在B點

得

根據(jù)牛頓第三定律小球在B點對軌道壓力是小球重力的9倍；

（2）在D點

得

由F-EP圖，取截距：

3mg=3N

解得

m=0.1kg

斜率

解得

R=1m

（3）從A→E由動能定理：

根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律

得

當(dāng)即

L=m

xDP=m

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】如圖所示，豎直平面xOy內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E=10N/c，在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T一帶電量q= +0.2C、質(zhì)量m=0.4kg的小球由長l=0.4m的細(xì)線懸掛于P點小球可視為質(zhì)點，現(xiàn)將小球拉至水平位置A無初速釋放，小球運(yùn)動到懸點P正下方的坐標(biāo)原點O時，懸線突然斷裂，此后小球又恰好能通過O點正下方的N點，（g=10m/s2），求：

（1）小球運(yùn)動到O點時的速度大小；

（2）懸線斷裂前瞬間拉力的大��；

（3）ON間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有甲、乙兩顆衛(wèi)星分別在不同的軌道圍繞一個半徑為R、表面重力加速度為g的行星運(yùn)動。衛(wèi)星甲、衛(wèi)星乙各自所在的軌道平面相互垂直，衛(wèi)星甲的軌道為圓，距離行星表面的高度為R，衛(wèi)星乙的軌道為橢圓，M、N兩點的連線為其橢圓軌道的長軸，且M、N兩點間的距離為4R。則以下說法錯誤的是（　�。�

A.衛(wèi)星甲的線速度大小為

B.衛(wèi)星乙運(yùn)行的周期為4π

C.衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)行經(jīng)過M點時的速度大于衛(wèi)星甲沿圓軌道運(yùn)行的速度

D.衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)行經(jīng)過N點時的加速度小于衛(wèi)星甲沿圓軌道運(yùn)行的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)選用兩個完全相同的小球A、B來驗證庫侖定律。使小球A和B帶上同種電荷，A球放在左右可移動且上下高度可調(diào)節(jié)的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點，如圖。實驗時，保證A、B兩球球心在同一水平線上，待B球平衡后偏離豎直線的角度為θ，B球質(zhì)量為m，重力加速度為g；先保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近，觀察到兩球距離越小，懸線的偏角越大；再保持兩球距離不變，改變小球所帶的電荷量，觀察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大.

（1）實驗中用到的科學(xué)方法是 ________.

（2）根據(jù)平衡關(guān)系，A、B兩球之間的電場力F=________（用m、g、θ表示）.

（3）在閱讀教材后，該同學(xué)知道了庫侖定律的表達(dá)式，并知道了均勻分布的帶電球體可以等效為電荷量全部集中在球心處的一個點電荷。它將兩個半徑為R的金屬小球分別帶上了q1和q2的正電，并使其球心相距3R，應(yīng)用庫侖定律，計算了兩球之間的庫侖力，則該同學(xué)的計算結(jié)果______（選填“偏大” “偏小”“正確”）.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小球A在光滑的半徑為R的圓形槽內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)它運(yùn)動到圖中a點時，在圓形槽中心O點正上方h處，有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平拋出，結(jié)果恰好在a點與A球相碰，求：

(1)B球拋出時的水平初速度；

(2)A球運(yùn)動的線速度最小值；

(3)試確定A球做勻速圓周運(yùn)動的周期的可能值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在豎直平面內(nèi)有一電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場,將一個質(zhì)量為m、電量為q的帶電小球由靜止開始釋放,帶電小球沿與豎直方向成θ角做直線運(yùn)動。關(guān)于帶電小球的電勢能ε和機(jī)械能Ep的判斷,正確的是( )

A.若θ<90°且，則ε、Ep一定不變

B.若45°<θ<90°且，則ε可能減小、Ep可能增加

C.若0°<θ<45°且，則ε可能增加、Ep一定減小

D.若0°<θ<45°且，則ε可能減小、Ep可能增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為10：1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變阻器的觸頭，下列說法正確的是（ ）

A. 副線圈輸出電壓的頻率為50Hz

B. 副線圈輸出電壓的有效值為31V

C. P向右移動時，變壓器的輸出功率增加

D. P向右移動時，原副線圈的電流比減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一種重物緩降裝置利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成，其物理模型如圖所示，半徑為L的銅軸上焊接一個半徑為3L的銅制圓盤，銅軸上連接輕質(zhì)絕緣細(xì)線，細(xì)線纏繞在銅軸上，另一端懸掛著一個重物，從靜止釋放后整個轉(zhuǎn)軸和圓盤可以在重物的作用下一起轉(zhuǎn)動，整個裝置位于垂直于圓盤面的勻強(qiáng)磁場中，銅軸的外側(cè)和圓盤的外側(cè)分別通過電刷及導(dǎo)線和外界的一個燈泡相連，電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電流可以通過燈泡而使燈泡發(fā)光，如果已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，重物質(zhì)量為m，燈泡電阻恒為R，重力加速度為g，不計一切摩擦阻力，除了燈泡以外的其余電阻不計，問：

(1)當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω時燈泡兩端的電壓；

(2)如果繩子足夠長，銅軸所處高度足夠高，求重物從靜止釋放后所能達(dá)到最大速率。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示A為一直立圓筒型儲氣罐，B為一打氣筒，已知打不氣筒活塞M的行程為L0，活塞面積為S，儲氣罐的高度為2L0，截面積為3S，開始罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)為3p0，每次開始打氣時打氣筒活塞在最上端，內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為p0，打氣筒通過細(xì)管和單向閥門K與儲氣罐相連接。當(dāng)打氣簡內(nèi)氣體壓強(qiáng)大干儲氣罐內(nèi)壓強(qiáng)時閥門開啟。細(xì)管的容積忽略不計，儲氣罐與打氣筒導(dǎo)熱良好，環(huán)境溫度不變，緩慢向下推動活塞。

①活塞向下移動多大距離時B中氣體開始進(jìn)入A中；

②要使儲氣罐內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到4p0，打氣筒應(yīng)連續(xù)打氣多少次。

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