【題目】如圖甲所示,彎曲部分ABCD是兩個(gè)半徑都為0.3 m圓弧軌道,中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑)軌道,分別與上下圓弧軌道相切連接,BC段的長(zhǎng)度L0.2 m.下圓弧軌道與水平軌道相切其中D、A分別是上下圓弧軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi).有一質(zhì)量為0.3 kg的小球以一定的速度沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)并從A點(diǎn)進(jìn)入圓弧,不計(jì)小球運(yùn)動(dòng)中的一切阻力,求:

(1)如果小球從D點(diǎn)以5 m/s的速度水平飛出求落地點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離;

(2)如果小球從D點(diǎn)以5 m/s的速度水平飛出求小球過圓弧A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;

(3)如果在D點(diǎn)右側(cè)平滑連接一半徑R0.4 m的半圓形光滑軌道DEF如圖乙所示,要使小球不脫離軌道運(yùn)動(dòng),求小球在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)的速度大小范圍(計(jì)算結(jié)果可以用根式表示)

【答案】(1)2 m (2)44 N (3)

【解析】試題分析:(1)小球從D點(diǎn)以5m/s的速度水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得:h=gt2

據(jù)題 h=2R+L=2×03m+02m=08m

代入數(shù)據(jù)解得 t=04s

所以落地點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離 x=vDt=5×04m=2m

2)由AD的過程,由機(jī)械能守恒定律可得:mgh+mvD2=mvA2

A點(diǎn),由牛頓第二定律可得: ;

聯(lián)立解得 N=94N

由牛頓第三定律知,小球過圓弧A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力 N′=N=94N

3)計(jì)論一:

小球進(jìn)入軌道最高運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),之后原路返回,由機(jī)械能守恒定律,有:

mgR+L=mv12

v1=m/s

討論二:小球進(jìn)入軌道后恰好能通過圓弧最高點(diǎn)D,之后沿DEF運(yùn)動(dòng)而不脫離軌道,在D點(diǎn),有

AD由機(jī)械能守恒定律可得:

有:mgh+mv2=mv22

所以要使小球在運(yùn)動(dòng)過程中能不脫離軌道,初速度大小的范圍為:v1m/sv2m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示,在傾角θ=37°的固定斜面上放置一質(zhì)量M=1kg、長(zhǎng)度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B與斜面底端C的距離為16m.在平板的上端A處放一質(zhì)量m=0.6kg的滑塊,開始時(shí)使平板和滑塊都靜止,之后將它們無初速釋放.設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,求滑塊與平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差△t.(sin37°=0.6cos37°=0.8,g=10m/s2

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【題目】如圖所示,軌道ABCDAB段為一半徑R=1m圓形軌道,BC段為高為h=5m的豎直軌道,CD段為水平軌道.一質(zhì)量為0.2kg的小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),離開B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),由于存在摩擦力的緣故小球在圓弧軌道上的速度大小始終為2m/s.(g10m/s2),求:(取π=3)

(1)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到水平軌道的時(shí)間;

(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力;

(3)如果在BCD軌道上放置一個(gè)傾角θ=37°的斜面(如圖中虛線所示),那么小球離開B點(diǎn)后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上時(shí)距B點(diǎn)的距離,如果不能,求落在CD面上的位置到C點(diǎn)的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電子以初速度v0垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則

A.電子的速度始終不變

B.電子在磁場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

C.磁場(chǎng)對(duì)電子的洛倫茲力大小、方向不變

D.電子的動(dòng)能不變

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【題目】有一種大型游戲器械,它是一個(gè)圓筒形大容器,筒壁豎直,游客進(jìn)入容器后靠筒壁站立,當(dāng)圓筒開始轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速加快到一定程度時(shí),突然地板塌落,游客發(fā)現(xiàn)自己沒有落下去,這是因?yàn)椋ā 。?/span>
A.游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁
B.游客處于失重狀態(tài)
C.游客受到的摩擦力等于重力
D.游客隨著轉(zhuǎn)速的增大有沿壁向上滑動(dòng)的趨勢(shì)

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【題目】如圖所示,a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電場(chǎng)線上的三點(diǎn),cab的中點(diǎn),a、b電勢(shì)分別為φa=5V、φb=3V.下列敘述正確的是( 。

A. 該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4 V

B. a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Eb

C. 一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少

D. 一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的靜電力由c指向a

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【題目】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的位移和路程,下列說法中正確的是 ( )

A.位移是矢量,位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向

B.位移的大小不會(huì)比路程大

C.路程是標(biāo)量,即位移的大小

D.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),路程等于位移的大小

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A. U1變小,U2變大

B. U1變大,U2變小

C. U1<U2

D. U1U2誰(shuí)大無法確定

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【題目】如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí),物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng).現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.5m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m.設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度g=10m/s2 . 則物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為m/s,物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

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