【題目】如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧原長為2L，將彈簧豎直放置在水平地面上，在其頂端將一質(zhì)量為的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，彈簧長度為L。現(xiàn)將該彈簧水平放置，如圖乙所示。一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5L的水平軌道，B端與半徑為L的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD在豎直方向上。物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)，用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度為L處，然后釋放P，P開始沿軌道運(yùn)動，重力加速度為。

（1）求當(dāng)彈簧壓縮至長度為L時的彈性勢能；

（2）若P的質(zhì)量為，求物塊離開圓軌道后落至AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離；

（3）為使物塊P滑上圓軌道后又能沿圓軌道滑回，求物塊P的質(zhì)量取值范圍。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）由機(jī)械能守恒定律可知：彈簧長度為L時的彈性勢能為

（2）設(shè)P到達(dá)B點(diǎn)時的速度大小為，由能量守恒定律得：

設(shè)P到達(dá)D點(diǎn)時的速度大小為，由機(jī)械能守恒定律得：

物體從D點(diǎn)水平射出，設(shè)P落回到軌道AB所需的時間為

（3）設(shè)P的質(zhì)量為M，為使P能滑上圓軌道，它到達(dá)B點(diǎn)的速度不能小于零

得

要使P仍能沿圓軌道滑回，P在圓軌道的上升高度不能超過半圓軌道的中點(diǎn)C，得

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】在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示．一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿﹣x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿+y方向飛出．

（1）請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷；

（2）若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)?/span>B′，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′多大？此次粒子在磁場中運(yùn)動所用時間t是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在矩形ABCD的AD邊和BC邊的中點(diǎn)M和N各放一個點(diǎn)電荷，它們分別帶等量正電荷。E、F是AB邊和CD邊的中點(diǎn)，P、Q兩點(diǎn)在MN的連線上，MP=QN。下列說法正確的是

A. A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同

B. P點(diǎn)的電勢高于E點(diǎn)的電勢

C. 將一電子沿MN連線從P點(diǎn)移到Q點(diǎn)，其電勢能先增大后減小

D. 給電子一合適的初速度，電子可能在此電場中做勻速圓周運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁場垂直于霍爾元件的工作面向上，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面間會產(chǎn)生電勢差，下列說法中正確的是

A. 電勢差的大小僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)

B. 若霍爾元件的載流子是正電荷，則電勢φC<φD

C. 僅增大電流I時，電勢差變大

D. 在測定地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平

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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. 電場線是電場中實際存在的線

B. 在同一電場中電場線越密的地方，同一試探電荷所受的電場力越大

C. 電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向與放在該點(diǎn)的試探電荷所受電場力方向相同

D. 根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義B＝，磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比，與I成反比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在電磁學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)，下列說法符合史實的是：

A. 安培發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，總結(jié)出直線電流、圓環(huán)電流和通電螺線管的磁場方向與電流方向之間的關(guān)系

B. 庫侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律，并測出靜電引力常量為k=9×109N·m/C

C. 法拉第經(jīng)過十余年的研究，總結(jié)出電磁感應(yīng)規(guī)律可以用公式會來表示

D. 法拉第提出了場的概念，認(rèn)為電、磁作用都是通過場來傳遞的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)，存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，ab是圓的一條直徑。一帶電粒子從a點(diǎn)射人磁場，速度大小為vo，方向與ab成30°時，恰好從b點(diǎn)飛出磁場，粒子在磁場中運(yùn)動的時間為t�，F(xiàn)將粒子的速度大小減為，方向不變，則粒子在磁場中運(yùn)動的時間為（不計帶電粒子的重力）

A. 3t B. 2t C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,ABC為一玻璃三棱鏡的截面，一束光線MN垂直于AB面射人，在AC面發(fā)生全反射后從BC面射出，則( )

A. 由BC面射出的紅光更偏向AB面

B. 由BC面射出的紫光更偏向AB面

C. 若MNB變小，最先從AC面透出的是紅光

D. 若MNB變小，最先從AC面透出的是紫光

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（12分）如圖所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量q=8×10-5C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略小．在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1= 15T的勻強(qiáng)磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強(qiáng)E=25V/m的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=5T的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s的速度勻速向右運(yùn)動，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界PQ為計時的起點(diǎn)，測得小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的關(guān)系如圖所示．g取10m/s2，不計空氣阻力．求：

（1）小球剛進(jìn)入磁場B1時的加速度大小a；

（2）絕緣管的長度L；

（3）小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時距管口的距離

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