【題目】如圖(a)所示,被稱為“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)不脫落,其原理可等效為如圖(b)所示的模型:半徑為R的磁性圓軌道豎直固定,質(zhì)量為m的鐵球(視為質(zhì)點)沿軌道外側(cè)運動,A、B分別為軌道的最高點和最低點,軌道對鐵球的磁性引力始終指向圓心且大小不變,不計摩擦和空氣阻力,重力加速度為g,則(

A. 鐵球繞軌道可能做勻速圓周運動

B. 鐵球繞軌道運動過程中機械能守恒

C. 鐵球在A點的速度必須大于

D. 軌道對鐵球的磁性引力至少為,才能使鐵球不脫軌

【答案】BD

【解析】小鐵球在運動的過程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,其中鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,支持力的方向過圓心,它們都始終與運動的方向垂直,所以磁力和支持力都不能對小鐵球做功,只有重力會對小鐵球做功,所以小鐵球的機械能守恒,在最高點的速度最小,在最低點的速度最大.小鐵球不可能做勻速圓周運動.故A錯誤,B正確;小鐵球在運動的過程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,在最高點軌道對小鐵球的支持力的方向可以向上,小鐵球的速度只要大于0即可通過最高點.因此小球在最高點的速度可能等于,C錯誤;由于小鐵球在運動的過程中機械能守恒,所以小鐵球在最高點的速度越小,則機械能越小,在最低點的速度也越小,根據(jù):,可知小鐵球在最低點時需要的向心力越小.而在最低點小鐵球受到的重力的方向向下,支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上.要使鐵球不脫軌,軌道對鐵球的支持力一定要大于0.所以鐵球不脫軌的條件是:小鐵球在最高點的速度恰好為0,而且到達最低點時,軌道對鐵球的支持力恰好等于0.根據(jù)機械能守恒定律,小鐵球在最高點的速度恰好為0,到達最低點時的速度滿足,軌道對鐵球的支持力恰好等于0,則磁力與重力的合力提供向心力,即:,聯(lián)立得:F=5mg可知,要使鐵球不脫軌,軌道對鐵球的磁性引力至少為5mg.故D正確.故選BD.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,重均為C的兩光滑小環(huán)AB用輕繩連接,分別套在水平和豎直的固定直桿上。在繩上O點施一水平力F拉緊輕繩,設(shè)法使整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。隨后使力F緩慢增大,則在此過程中

A. OA段繩中的張力始終大于G,且逐漸增大

B. 桿對A環(huán)的作用力始終大于2G,且逐漸增大

C. OB段繩中的張力始終大于G,且逐漸增大

D. OB段繩與豎直方向的夾角逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小車質(zhì)量為M,小車頂端為半徑為R的四分之一光滑圓弧,質(zhì)量為m的小球從圓弧頂端由靜止釋放,對此運動過程的分析,下列說法中正確的是(g為重力加速度)(

A. 若地面粗糙且小車能夠靜止不動,則地面對小車的靜摩擦力最大為1.5mg

B. 若地面粗糙且小車能夠靜止不動,則地面對小車的靜摩擦力最大為2mg

C. 若地面光滑,當小球滑到圓弧最低點時,小車速度為M

D. 若地面光滑,當小球滑到圓弧最低點時,小車速度為m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在水平的路面上有一輛勻速行駛的小車,車上固定一盛滿水的碗.現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出,水灑出的情況如圖所示,則關(guān)于小車在此種情況下的運動敘述正確的是( 。

A. 小車勻速向左運動 B. 小車可能突然向左加速運動

C. 小車可能突然向左減速運動 D. 小車可能突然向右加速運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下說法正確的是(

A. E=F/q可知電場中某點的電場強度EF成正比

B. U=W/q可知,某兩點的電勢差與電場力做功成正比,與電荷量成反比

C. 公式C=Q/U其中電容器的電容C與電容器兩極板間電勢差U無關(guān)

D. 可知,勻強電場中的任意兩點間的距離越大,則兩點間的電勢差也一定越大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】比荷相等的帶電粒子MN,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場,運行的半圓軌跡如圖中虛線所示,下列表述正確的是不計重力

A. M帶正電,N帶負電

B. M的速率小于N的速率

C. 洛侖茲力對M、N不做功

D. M的運行時間大于N的運行時間

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一輛小型貨車靜止在水平地面上,車廂底板離地面的高度為h=1.25m。車上有一可視為質(zhì)點的貨物,距車箱尾部的距離為,貨物與車廂底板間的動摩擦因數(shù),司機發(fā)動貨車從靜止以恒定加速度行駛距離為時,發(fā)現(xiàn)貨物從車尾部滑落(落地無彈跳),司機便立即剎車直至停止去撿拾貨物。已知貨車行駛過程中受地面的摩擦力恒為車對地面正壓力的0.2倍,重力加速度g,若不計司機的反應(yīng)時間和空氣阻力,求:

(1)貨物滑落時,車和貨物的速度大;

(2)車停止時,貨物落地點到車尾的水平距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用落體法驗證機械能守恒定律的實驗中,

(1) 運用公式對實驗條件的要求是 ___________,為此所選擇的紙帶第1、2點間的距離應(yīng)接近_____________。

(2)若實驗中所用重錘的質(zhì)量m=1kg,打點紙帶如圖所示,打點時間間隔為0.02s,所標數(shù)值單位為毫米,則記錄B點時,重錘的的速度vB=_____________,重錘的動能Ek=____________,從開始下落起至B點重錘的重力勢能的減小量是 __________,(以上三空保留兩位有效數(shù)字)由此可得出的結(jié)論是________________

(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度v,量出下落的距離h,則以h為橫軸畫出的圖像應(yīng)是圖3-A-7-2中的哪個______

A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一豎直倒立的圓錐筒,筒側(cè)壁傾斜角度α不變。一小球沿其內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,球與筒內(nèi)壁的摩擦可忽略,小球距離地面的高度為H,則下列說法中正確的是( 。

A. H越小,小球?qū)?cè)壁的壓力越大

B. H越小,小球做圓周運動的線速度越大

C. H越小,小球做圓周運動的向心力越小

D. H越小,小球做圓周運動的周期越小

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