如圖4-3-21所示，質(zhì)量為M的滑塊B套在光滑的水平桿上可自由滑動(dòng)，質(zhì)量為m的小球A用一長為L的輕桿與B上的O點(diǎn)相連接，輕桿在水平位置，可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng).

圖4-3-21

（1）若固定滑塊B，給小球A一豎直向上的初速度，使輕桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°，則小球初速度的最小值是多少?

（2）若M=2m，不固定滑塊B，給小球A一豎直向上的初速度v0，則當(dāng)輕桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°，A球運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，B的速度為多大?

思路點(diǎn)撥：該題考查機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒.當(dāng)固定滑塊B時(shí)，小球A以B球?yàn)閳A心做圓周運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒；而不固定滑塊B時(shí)，A和B都向右運(yùn)動(dòng)，A、B組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

解析：（1）當(dāng)小球A的豎直速度為v時(shí)，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度恰為0.

因?yàn)闄C(jī)械能守恒mv2=mgL

解得v=.

（2）當(dāng)A球運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)速度為v1，此時(shí)B的速度為v2，且M=2m

A、B水平方向動(dòng)量守恒mv1-Mv2=0

因?yàn)闄C(jī)械能守恒mv02=mv12+Mv22+mgL

解得v2=.

答案：（1）  （2）


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-5-21所示，兩平行金屬導(dǎo)軌之間的距離為L＝0.6 m，兩導(dǎo)軌所在平面與水平面之間的夾角為θ＝37°，電阻R的阻值為1Ω（其余電阻不計(jì)），一質(zhì)量為m＝0.1 kg的導(dǎo)體棒橫放在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5 T，方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上，已知導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，今由靜止釋放導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑s＝3m，開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知: sin37°=0.6,cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：??

圖4-5-21

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度；?

（2）導(dǎo)體棒下滑s的過程中產(chǎn)生的電能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-3-21所示，一物塊位于光滑水平桌面上，用大小為F、方向如圖所示的力去推它，使它以加速度a向右運(yùn)動(dòng).若力的方向不變而增大力的大小，則（　�。�?

 圖4-3-21

?    A.a變大?

?    B.a不變?

?    C.a變小?

?    D.因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知，故不能確定a變化的趨勢?

      

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-3-21所示,電源電動(dòng)勢為3.2 V,電阻R的阻值為30 Ω,小燈泡L的額定電壓為3.0 V,額定功率為4.5 W.當(dāng)開關(guān)K接位置1時(shí),電壓表的示數(shù)為3 V,那么當(dāng)開關(guān)K接位置2時(shí),小燈泡L的發(fā)光情況是(    )

圖4-3-21

A.很暗,甚至不亮                   B.正常發(fā)光

C.比正常發(fā)光略亮                 D.有可能被燒壞

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科目：高中物理 來源： 題型：

未來人類要通過可控?zé)岷朔磻?yīng)取得能源，要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達(dá)幾百萬攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi)，約束的辦法有多種，其中技術(shù)上相對(duì)較成熟的是用磁場約束核材料，稱為“托卡馬克”裝置.如圖8-3-21所示為這種裝置的簡化模型：垂直紙面的有環(huán)形邊界面的勻強(qiáng)磁場（b區(qū)域）圍著磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的圓形a區(qū)域，a區(qū)域內(nèi)的離子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，離子的速度只要不超過某值，就不能穿過環(huán)形磁場的外邊界而逃逸，從而被約束.設(shè)環(huán)形磁場的內(nèi)半徑R1=0.50 m，外半徑R1=1.0 m，若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T，被約束的離子比荷=4×107 C/kg.

圖8-3-21

（1）完成核反應(yīng)方程：+→+________________.

（2）若a區(qū)域中沿半徑OM方向射入磁場的離子不能穿越磁場，粒子的速度不能超過多大？

（3）若要使從a區(qū)域沿任何方向射入磁場的速率為2×107 m/s的離子都不能越出磁場的外邊界，則b區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′至少要有多大？

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