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【題目】如圖所示為豎直放置的四分之一光滑圓弧軌道,O點是其圓心,半徑R0.8 mOA水平、OB豎直.軌道底端距水平地面的高度h0.8 m.從軌道頂端A由靜止釋放一個質量m10.1 kg小球,小球到達軌道底端B時,恰好與靜止在B點的另一個小球m2發(fā)生碰撞,碰后它們粘在一起水平飛出,落地點CB點之間的水平距離x0.4 m.忽略空氣阻力,重力加速度g10 m/s2.求:

1)碰撞前瞬間入射小球的速度大小v1;

2)兩球從B點飛出時的速度大小v2;

3)碰后瞬間兩小球對軌道壓力的大。

【答案】14 m/s 21 m/s 34.5 N

【解析】

1)從A點運動的小球向下運動的過程中機械能守恒,由此求出入射小球的速度大小;

2)兩球做平拋運動,根據平拋運動規(guī)律得兩球從B點飛出時的速度大小;

3)由動量守恒定律求出B點的小球的質量,由牛頓第二定律求出小球受到的支持力,由牛頓第三定律求出兩小球對軌道壓力的大。

(1)A點運動的小球向下運動的過程中機械能守恒,得:mgR

代入數據得:v14 m/s

(2)兩球做平拋運動,根據平拋運動規(guī)律得:

豎直方向上有:hgt2

代入數據解得:t0.4 s

水平方向上有:xv2t

代入數據解得:v21 m/s

(3)兩球碰撞,規(guī)定向左為正方向,根據動量守恒定律得:

m1v1(m1m2)v2

解得:m23m13×0.10.3 kg

碰撞后兩個小球受到的合外力提供向心力,

則:FN(m1m2)g(m1m2)

代入數據得:FN4.5 N

由牛頓第三定律可知,小球對軌道的壓力也是4.5 N.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,x軸正方向有以(0,0.10m)為圓心、半徑為r=0.10m的圓形磁場區(qū)域,磁感應強度B=2.0×10-3T,方向垂直紙面向里。PQ為足夠大的熒光屏,在MNPQ之間有方向豎直向下、寬度為2r的勻強電場(MN與磁場的右邊界相切)。粒子源中有帶正電的粒子不斷地由靜止電壓U=800V的加速電場加速。粒子經加速后,沿x軸正方向從坐標原點O射入磁場區(qū)域,再經電場作用恰好能垂直打在熒光屏PQ上,粒子重力不計。粒子的比荷為=1.0×1010C/kg。求:

(1)粒子離開磁場時速度方向與x軸正方向夾角的正切值。

(2)勻強電場的電場強度E的大小。

(3)將粒子源和加速電場整體向下平移一段距離d(d<r),粒子沿平行于x軸方向進入磁場且在磁場中運動時間最長。求粒子在勻強磁場和勻強電場中運動的總時間(計算時π3)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,面積S=0.2m2、匝數n=100匝的圓形線圈A,處在均勻磁場中,磁場方向與線圈平面垂直,磁感應強度隨時間變化規(guī)律為B=(6-0.02t)T,開始時外電路開關S斷開,已知R1=4Ω,R2=6Ω,電容器電容C=30μF,線圈內阻不計,求:

(1)S閉合后,通過R2的電流大;

(2)S閉合足夠長時間后又斷開,求斷開S后流過R2的電荷量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內阻為r,燈泡電阻恒定且小于電源內阻,電表均為理想電表,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P從右端向左端移動,下列說法正確的是( 。

A. 電容器C上電荷量增加

B. 燈泡L變亮

C. 電源輸出功率一定先增大再減小

D. 電壓表讀數的變化量與電流表讀數的變化量之比恒定

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學練習使用多用電表,請完成下列問題。

1)如圖所示是一多用電表的簡化電路圖,當轉換開關S旋轉至位置3時,可用來測量_____;旋轉至位置2時,多用表為一個倍率為“×10”的歐姆表,若該多用電表歐姆表盤刻度的中央刻度值為15則此時歐姆表內阻為_____Ω.若表頭A的滿偏電流為50mA,則圖中電源的電動勢為_____V。

2)將一個二極管的兩極分別標記為ab,轉換開關S置于位置2,用紅表筆接a端,黑表筆接b端,指針幾乎不動;紅表筆接b端,黑表筆接a端,指針偏轉角度很大,則該二極管的正極是_____(填“a”“b)端。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著科學技術水平的不斷進步,相信在不遠的將來人類能夠實現太空移民。為此,科學家設計了一個巨型環(huán)狀管道式空間站?臻g站繞地球做勻速圓周運動,人們生活在空間站的環(huán)形管道中,管道內部截面為圓形,直徑可達幾千米,如圖(a)所示。已知地球質量為M,地球半徑為R,空間站總質量為m,G為引力常量。

1)空間站圍繞地球做圓周運動的軌道半徑為2R,求空間站在軌道上運行的線速度大小;

2)為解決長期太空生活的失重問題,科學家設想讓空間站圍繞通過環(huán)心并垂直于圓環(huán)平面的中心軸旋轉,使在空間站中生活的人們獲得人工重力。該空間站的環(huán)狀管道內側和外側到轉動中心的距離分別為r1、r2,環(huán)形管道壁厚度忽略不計,如圖(b)所示。若要使人們感受到的人工重力與在地球表面上受到的重力一樣(不考慮重力因地理位置不同而產生的差異且可認為太空站中心軸靜止),則該空間站的自轉周期應為多大;

3)為進行某項科學實驗,空間站需將運行軌道進行調整,先從半徑為2R的圓軌道上的A點(近地點)進行第一次調速后進人橢圓軌道。當空間站經過橢圓軌道B點(遠地點)時,再進行第二次調速后最終進人半徑為3R的圓軌道上。若上述過程忽略空間站質量變化及自轉產生的影響,且每次調速持續(xù)的時間很短。

請說明空間站在這兩次調速過程中,速度大小是如何變化的;

若以無窮遠為引力勢能零點,空間站與地球間的引力勢能為,式中r表示空間站到地心的距離,求空間站為完成這一變軌過程至少需要消耗多少能量。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個水平放置的固定直圓筒,左右都與大氣相通,內部橫截面積為S=0.0lm2。中間用兩個活塞AB封住一定質量的理想氣體。A、B都可以沿圓筒無摩擦地左右滑動,但不漏氣。A的質量可以不計,B的質量為M,并與一個勁度系數為5×103N/m的彈簧相連。已知大氣壓強P0=1×105Pa,平衡時,兩個活塞間的距離L0=0.6m,F在保持溫度不變,用一水平外力F緩慢推活塞A向右移動一段距離,系統(tǒng)最終保持靜止,此時外力大小為200N,求:在此過程活中活塞A向右移動的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究加速度和力、質量的關系”實驗中,采用如圖甲所示的裝置圖進行實驗:

1)在實驗操作中,下列說法中正確的有_____(填序號)。

A.實驗中,若要將砝碼(包括砝碼盤)的重力大小作為小車所受拉力F的大小,應讓砝碼(包括砝碼盤)的質量遠大于小車質量

B.實驗時,應先接通打點計時器的電源,再釋放小車

C.每改變一次小車的質量,都需要改變墊入的小木塊的厚度

D.先保持小車質量不變,研究加速度與力的關系;再保持小車受力不變,研究加速度與質量的關系,最后歸納出加速度與力、質量的關系

2)圖乙為實驗中打出紙帶的一部分,從比較清晰的點跡起,在紙帶上標出連續(xù)的5個計數點A、B、C、D、E,相鄰兩個計數點之間都有4個點跡未標出,測出各計數點到A點間的距離。已知所用電源的頻率為50Hz,打B點時小車的速度vB_____m/s,小車的加速度a_____m/s2.(結果均保留兩位有效數字)

3)圖丙為研究“在外力一定的條件下,小車的加速度與其質量的關系”時所得的實驗圖象,橫坐標m為小車上砝碼的質量。設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓第二定律成立,則小車的質量為_____,受到的拉力為_____

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【題目】20185月,中國成功發(fā)射首顆高光譜分辨率對地觀測衛(wèi)星——“高分五號高分五號軌道離地面的高度約7.0×102km,質量約2.8×103kg。已知地球半徑約6.4×103km。則高分五號衛(wèi)星

A. 運行的速度小于7.9km/s

B. 運行的加速度大于9.8km/s2

C. 運行的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度

D. 運行的角速度小于地球自轉的角速度

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