【題目】如圖所示，A、B兩小球質(zhì)量均為m，A球位于半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)，B球穿過(guò)固定的光滑豎直長(zhǎng)桿，桿和圓軌道在同一豎直平面內(nèi)，桿的延長(zhǎng)線過(guò)軌道圓心O.兩球用輕質(zhì)鉸鏈與長(zhǎng)為L(L＞2R)的輕桿連接，連接兩球的輕桿能隨小球自由移動(dòng)，M、N、P三點(diǎn)分別為圓軌道上最低點(diǎn)、圓心的等高點(diǎn)和最高點(diǎn)，重力加速度為g.

(1) 對(duì)A球施加一個(gè)始終沿圓軌道切向的推力，使其緩慢從M點(diǎn)移至N點(diǎn)，求A球在N點(diǎn)受到的推力大小F；

(2) 在M點(diǎn)給A球一個(gè)水平向左的初速度，A球沿圓軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)P時(shí)速度大小為v，求A球在M點(diǎn)時(shí)的初速度大小v0；

(3) 在(2)的情況下，若A球運(yùn)動(dòng)至M點(diǎn)時(shí)，B球的加速度大小為a，求此時(shí)圓軌道對(duì)A球的作用力大小FA.

【答案】(1) 2mg (2) (3)

【解析】試題分析：在N點(diǎn)，A、B和輕桿整體處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可得A球在N點(diǎn)受到的推力大小；A球在M點(diǎn)、P點(diǎn)時(shí)，B球的速度都為零，A、B球和輕桿組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒定律即可求出A球在M點(diǎn)時(shí)的初速度大小；由牛頓第二定律可求出圓軌道對(duì)A球的作用力大小。

(1) 在N點(diǎn)，A、B和輕桿整體處于平衡狀態(tài)，在豎直方向有：F－2mg＝0

解得：F＝2mg

(2) A球在M點(diǎn)、P點(diǎn)時(shí)，B球的速度都為零

A、B球和輕桿組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滿足機(jī)械能守恒定律，則

解得：

(3) 此時(shí)B球有向上的加速度a，設(shè)桿對(duì)B球支持力為F0，由牛頓第二定律有

F0－mg＝ma

A球此時(shí)受到重力、軌道豎直向上的支持力和輕桿豎直向下的壓力，同理有

解得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，以O為圓心、MN為直徑的圓的左半部分內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)不計(jì)重力、質(zhì)量相同、帶電量相同的帶正電粒子a、b和c以相同的速率分別沿aO、bO和cO方向垂直于磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)區(qū)域，已知bO垂直MN，aO、cO和bO的夾角都為30°，a、b、c三個(gè)粒子從射入磁場(chǎng)到射出磁場(chǎng)所用時(shí)間分別為ta、tb、tc，則下列給出的時(shí)間關(guān)系可能正確的是(AD)

A．ta<tb<tc B．ta>tb>tc C．ta＝tb<tc D．ta＝tb＝tc

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，光滑水平桌面上有一輕彈簧，原長(zhǎng)很短，小球A、B將彈簧壓縮至某一長(zhǎng)度后由靜止釋放，A、B被彈開(kāi)后沿桌面邊緣飛出，落至水平地面上的M、N兩點(diǎn)。用天平測(cè)出小球A、B的質(zhì)量m1、m2，用刻度尺測(cè)量M、N點(diǎn)到桌面左右邊緣的水平距離分別為x1、x2。已知重力加速度為g

①只要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式_________(用以上物理量符號(hào)表示)，就能驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

②該小組認(rèn)為，利用此實(shí)驗(yàn)的裝置及測(cè)量?jī)x器還可以測(cè)定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能。那么除了以上測(cè)量數(shù)據(jù)，還必須測(cè)量__________(用文字及相應(yīng)符號(hào)表示)，彈性勢(shì)能的表達(dá)式為：_______________(用以上對(duì)應(yīng)物理量符號(hào)表示)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】絕熱圓筒容器立于水平桌面上，其內(nèi)部橫截面積為S=50 cm2。其內(nèi)有兩個(gè)輕質(zhì)活塞A和B將容器分成長(zhǎng)均為L的兩室。其中輕質(zhì)活塞A導(dǎo)熱，與筒壁的最大靜摩擦力為f=100 N，輕活塞B不導(dǎo)熱且可沿筒壁上下無(wú)摩擦地自由滑動(dòng)。起初兩室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)均與外界大氣壓強(qiáng)相等為p0=1.0×105 Pa，溫度均為T0=300 K。現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)下方的氣體緩慢加熱，直至活塞A剛要向上滑動(dòng)。試求：

①此時(shí)上方氣體的壓強(qiáng)p；

②此時(shí)下方氣體的溫度T'。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ，提供的器材有：帶定滑輪的長(zhǎng)木板，有凹槽的木塊，質(zhì)量為20 g的鉤碼若干，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源，紙帶，細(xì)線等．實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線下，剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中，保持長(zhǎng)木板水平，利用打出的紙帶測(cè)量木塊的加速度．

(1) 正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得到一條紙帶，從某個(gè)清晰的打點(diǎn)開(kāi)始，依次標(biāo)注0、1、2、3、4、5、6，分別測(cè)出位置0到位置3、位置6間的距離，如圖乙所示．已知打點(diǎn)周期T＝0.02 s，則木塊的加速度a＝________m/s2.

(2) 將木塊凹槽中的鉤碼逐個(gè)添加到細(xì)線下端，改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m，測(cè)得相應(yīng)的加速度a，作出a－m圖象如圖丙所示．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g＝9.8 m/s2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保留兩位有效數(shù)字)；μ的測(cè)量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值，原因是________________________(寫(xiě)出一個(gè)即可)．

(3) 實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直固定的光滑絕緣細(xì)桿上O點(diǎn)套有一個(gè)電荷量為－q的小環(huán)，在桿的左側(cè)固定一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，桿上a、b兩點(diǎn)與Q正好構(gòu)成等邊三角形，c是ab的中點(diǎn)。使小環(huán)從O點(diǎn)無(wú)初速度釋放，小環(huán)通過(guò)a點(diǎn)的速率為v。若已知ab＝Oa＝l，靜電常量為k，重力加速度為g。則

A. 在a點(diǎn)，小環(huán)所受彈力大小為

B. 在c點(diǎn)，小環(huán)的動(dòng)能最大

C. 在c點(diǎn)，小環(huán)的電勢(shì)能最大

D. 在b點(diǎn)，小環(huán)的速率為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑水平面與半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道平滑連接，質(zhì)量為m的小球A從圓弧最高點(diǎn)M由靜止釋放，在水平面上與靜止的小球B發(fā)生彈性正碰。已知重力加速度為g,兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，試求：

（1）小球A剛好到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)N時(shí)，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?/span>;

（2）若要求兩球發(fā)生二次碰撞，求小球B的質(zhì)量mB應(yīng)滿足的條件.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，

（1）從下列器材中選用最合適的器材（填寫(xiě)器材代號(hào)）___________。

A.小鐵球 B.小塑料球 C.20cm長(zhǎng)的細(xì)線

D.100cm長(zhǎng)的細(xì)線 E手表 F時(shí)鐘 G秒表

（2）（單選）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得的g值偏大，可能的原因是_______

A.擺球的質(zhì)量太大

B.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，僅測(cè)了線長(zhǎng)，未加小球半徑

C.測(cè)周期時(shí)，把n次全振動(dòng)誤記為（n+1）次

D.擺球上端未固定牢固，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)（擺長(zhǎng)變長(zhǎng)）

（3）某同學(xué)想進(jìn)一步驗(yàn)證單擺的周期和重力加速度的關(guān)系，但又不可能去不同的地區(qū)做實(shí)驗(yàn)。該同學(xué)就將單擺與光電門(mén)傳感器安裝在一塊摩擦不計(jì)、足夠大的板上，使板傾斜α角度，讓擺球在板的平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)，如圖甲所示。利用該裝置可以驗(yàn)證單擺的周期和等效重力加速度的關(guān)系。若保持?jǐn)[長(zhǎng)不變，則實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有________。若從實(shí)驗(yàn)中得到所測(cè)物理量數(shù)據(jù)的圖線如圖乙所示，則圖像中的縱坐標(biāo)表示_________，橫坐標(biāo)表示_________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個(gè)定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，將ab棒在導(dǎo)軌上無(wú)初速度釋放，當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，速度為v，電阻R上消耗的功率為P。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計(jì)。下列判斷正確的是

[Failed to download image : http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2018/4/5/1917526362161152/1918841570328576/STEM/502dc7c27d25462c8bbd52b1fb1e0be2.png]

A. 導(dǎo)體棒的a端比b端電勢(shì)低

B. ab棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)

C. 若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速度將變?yōu)樵瓉?lái)的

D. 若換成一根質(zhì)量為原來(lái)2倍的導(dǎo)體棒，其他條件不變，則導(dǎo)體棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)R的功率將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

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