16.如圖所示,是一種街頭小游戲的示意圖,在一塊與水平面成30°傾斜放置的光滑木板上固定有光滑軌道ABC,其中平直部分AB為彈射裝置,長=0.2m;小球質(zhì)量m=0.1kg,BC為半徑R=0.2m的$\frac{1}{4}$圓弧與AB平滑連接,C端切線水平;MN為一平行于AB放置的擋板,MN與C共線,且與C之間的間隙略大于小球直徑,MN右側(cè)有連續(xù)4個中獎區(qū)域,寬度都為d=8cm.游戲規(guī)則為:游戲者每次花費1元錢,自行掌握力度彈射小球一次,若小球落入右側(cè)4個中獎區(qū),則獲得相應(yīng)獎金,若落入其它區(qū)域則沒有獎勵.(g取10m/s2
(1)某次游戲者彈射的小球到達C點時速度為1.5m/s,求小球受到軌道的作用力,以及小球在MP上的落點離M的距離(中獎區(qū)右側(cè)MP足夠長)
(2)小明同學(xué)試玩數(shù)次后,發(fā)現(xiàn)無論彈射速度多大,總不能讓小球落入中獎區(qū),請你運用所學(xué)習(xí)的物理知識,通過計算說明此游戲的欺騙性.

分析 (1)根據(jù)力的合成法則,結(jié)合牛頓第二定律,與平拋運動規(guī)律,及等效思路,即可求解;
(2)利用牛頓第二定律,結(jié)合平拋運動規(guī)律,即可求解.

解答 解:(1)取側(cè)視圖,對小球在斜面上所受重力和支持力進行合成,如圖所示:
F=mgsinθ,
可以用mgsinθ等效代替物體的重力和支持力,所用對球在C點受力分析,
則有:FN+mgsinθ=$\frac{m{v}^{2}}{R}$
解得:FN=0.125N
小球離開軌道后做類平拋運動,mgsinθ=ma,
解得:a=5m/s2;
由平拋運動規(guī)律,則有:L+R=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
x=vt
解得:x=0.6m,t=0.4s;
(2)小球在C點時,當(dāng)FN=0時,速度最小,即:mgsinθ=$\frac{m{v}_{min}^{2}}{R}$
解得:vmin=1m/s
此后做類平拋運動的水平位移也最小,x=0.4m>4d;
所以:當(dāng)vc≥vmin時,小球會落到中獎區(qū)右側(cè),
當(dāng)vc<vmin時,小球會脫離軌道而被擋板住,故無法中獎,
答:(1)小球受到軌道的作用力,以及小球在MP上的落點離M的距離(中獎區(qū)右側(cè)MP足夠長);
(2)當(dāng)vc≥vmin時,小球會落到中獎區(qū)右側(cè),
當(dāng)vc<vmin時,小球會脫離軌道而被擋板住,故無法中獎.

點評 考查矢量的合成法則,掌握牛頓第二定律與平拋運動處理規(guī)律,理解運動的合成與分解,注意等效思維的運用.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.兩個質(zhì)量不同的物體,如果它們的(  )
A.動能相等,則質(zhì)量大的動量大
B.動能相等,則動量大小也相等
C.動量大小相等,則質(zhì)量大的動能小
D.動量變化量相等,則受到合力的沖量大小也相等

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

7.平行板板電容器兩板間電壓為2V,帶電量8×10-2C,則其電容C=4×10-2F,若保持其他條件不變而使兩板正對面積減為原來的$\frac{1}{4}$,則其電容變?yōu)?0-2 F.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.關(guān)于磁場和磁感線的描述,下列說法中正確的是( 。
A.磁感線從永久磁鐵的N極發(fā)出指向S極,并在S極終止
B.磁場的磁感線可能相交
C.磁感線可以用來表示磁場的強弱和方向
D.磁感線就是磁場中碎鐵屑排列成的曲線

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.物理學(xué)中選定七個物理量的單位作為基本單位,根據(jù)物理公式中其他物理量和這幾個物理量的關(guān)系,推導(dǎo)處其他物理量的單位,這些推導(dǎo)出來的單位叫做導(dǎo)出單位,基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制,則下列單位不相同的是( 。
A.N和kg•m/s2B.Pa和kg/s2•m
C.J和kg•m2/s2D.V和m2•kg•s-1•A-1

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.在如圖所示的電路中,電源內(nèi)電阻為r,R1、R3分別為兩個定值電阻.閉合電鍵S,當(dāng)變阻器R2的滑動觸頭P向下滑動時,伏特表V1的示數(shù)逐漸減小(選填“增大”、“減小”、“不變”).若移動P的過程中,電流表示數(shù)變化量的大小為△I,則伏特表V2示數(shù)變化量的大小△U2=$△I({R}_{3}^{\;}+{R}_{1}^{\;}+r)$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.閉合矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的某一固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化規(guī)律如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.t1時刻線圈中感應(yīng)電流為零
B.t2時刻線圈通過中性面
C.t3時刻穿過線圈的磁通量變化率最大
D.t4時刻線圈中感應(yīng)電動勢最小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,是一個匝數(shù)n=10匝的線圈在勻強磁場中沿垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動時,通過線圈平面的磁通量隨時間變化的圖象.關(guān)于線圈中的感應(yīng)電動勢,以下說法正確的是( 。
A.在t1=0.1 s時,線圈中的感應(yīng)電動勢最大
B.在t2=0.2 s時,線圈中的感應(yīng)電動勢最大
C.在t3=0.2 s時,線圈位于中性面位置
D.在t4=0.4 s時,線圈中的感應(yīng)電動勢改變方向

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

16.如圖為類似于洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)簡圖,勵磁線圈通入電流I,可以產(chǎn)生方向垂直于線圈平面的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度B=kI(k=0.01T/A),勻強磁場內(nèi)部有半徑R=0.2m的球形玻璃泡,在玻璃泡底部有一個可以升降的粒子槍,可發(fā)射比荷$\frac{q}{m}$=108C/kg的帶正電的粒子束,粒子加速前速度視為零,經(jīng)過電壓U(U可調(diào)節(jié),且加速間距很。┘铀俸,沿水平方向從玻璃泡圓心的正下方垂直磁場方向射入,粒子束距離玻璃泡底部邊緣的高度h=0.04m,不計粒子間的相互作用與粒子重力,則:
(1)當(dāng)加速電壓U=220V,勵磁線圈電流強度I=1A(方向如圖)時,求帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑r;
(2)若仍保持勵磁線圈中電流強度I=1A(方向如圖),為了防止粒子打到玻璃泡上,加速電壓U應(yīng)該滿足什么條件;
(3)調(diào)節(jié)加速電壓U,保持勵磁線圈中電流強度I=1A,方向與圖中電流方向相反,忽略粒子束寬度,粒子恰好垂直打到玻璃泡的邊緣上,并以原速率反彈(碰撞時間不計),且剛好回到發(fā)射點,則當(dāng)高度h為多大時,粒子回到發(fā)射點的時間間隔最短,并求出這個最短時間.

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同步練習(xí)冊答案