【題目】如圖甲所示，游樂場(chǎng)的過山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來。我們把這種情形抽象為圖乙的模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接，將質(zhì)量為m的小球從弧形軌道上A點(diǎn)由靜止釋放，小球進(jìn)入半徑為R的圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)。已知小球運(yùn)動(dòng)到豎直圓軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于小球的重力。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。重力加速度為g。求：

（1）小球運(yùn)動(dòng)到豎直圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大小Ek；

（2）A點(diǎn)離地面的高度h。

【答案】（1）mgR （2）3R

【解析】

（1）小球運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得：N+mg＝m

據(jù)題得：N＝mg

可得：v＝

小球運(yùn)動(dòng)到豎直圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大小 Ek＝mv2＝mgR

（2）以最高點(diǎn)所在水平面為參考平面，小球從A到圓軌道最高點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得：

mg（h﹣2R）＝Ek

解得：h＝3R

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：

【題目】一帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象如圖所示，在第2s 和第8s時(shí)刻分別經(jīng)過M、N兩點(diǎn)，已知運(yùn)動(dòng)過程中粒子僅受電場(chǎng)力的作用，則以下判斷正確的是

A．該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)

B．M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)

C．從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能逐漸增大

D．帶電粒子在M點(diǎn)所受電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)所受電場(chǎng)力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】右圖為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于以n= 4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光下列說法正確的是

A. 最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由，n= 4能級(jí)躍遷到n= 1能級(jí)產(chǎn)生的

B. 頻率最小的光是由n= 2能級(jí)躍遷到n= 1能級(jí)產(chǎn)生的

C. 這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光

D. 用n= 2能級(jí)躍遷到n= 1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 e V的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將靜止在P點(diǎn)的原子核置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向圖中未畫出），能發(fā)生α衰變或β衰變，衰變后沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，得到軌跡圓弧AP和軌跡圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它們的半徑RAP與RPB之比為44:1，則

A. 發(fā)生了α衰變，磁場(chǎng)垂直紙面向外，原核電荷數(shù)為90

B. 發(fā)生了α衰變，磁場(chǎng)垂直紙面向里，原核電荷數(shù)為86

C. 發(fā)生了β衰變，磁場(chǎng)垂直紙面向里，原核電荷數(shù)為45

D. 發(fā)生了β衰變，磁場(chǎng)垂直紙面向外，原核電荷數(shù)為43

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R。定值電阻的阻值也為R，重力加速度為g，閉合開關(guān)S，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放。

（1）求金屬棒下滑的最大速度va；

（2）金屬棒從靜止開始下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大；

①求該過程通過金屬棒的電量q；

②a.求該過程中金屬棒的生熱Q；

b.試證明該過程中任意時(shí)刻金屬棒克服安培力的功率都等于全電路的生熱功率。

（3）金屬棒從靜止開始下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大，求該過程中金屬棒所用的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，變壓器為理想變壓器，副線圈中三個(gè)電阻的阻值大小關(guān)系為R1=R2=2r=2Ω，電流表為理想交流電表原線圈輸入正弦式交流電e=110sin100πt(V)，開關(guān)S斷開時(shí)，電阻r消耗的電功率為100W。下列說法正確的是

A. 通過電阻r的電流方向每秒鐘變化50次

B. 開關(guān)S閉合前后，電流表的示數(shù)之比為2︰3

C. 開關(guān)S閉合前后，通過電阻R1的電流之比為2︰3

D. 變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為11︰3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲,邊長(zhǎng)為L的閉合正方形金屬框abcd置于光滑斜面上,CD是斜面的底邊,金屬框電阻為R,在金屬框下方有一矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNN′M′,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于斜面向下ab∥MN∥CD�，F(xiàn)給金屬框施加一平行于MM′且斜面的力F,使金屬框沿斜面向下從靜止開始始終以恒定的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。圖乙為金屬框在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中F隨時(shí)間t的變化圖像。則

A. 磁場(chǎng)的寬度為

B. 金屬框的cd邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力大小為

C. 金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,重力勢(shì)能的減小量小于框產(chǎn)生的焦耳熱與增加的動(dòng)能之和

D. 金屬框穿出磁場(chǎng)的過程中,重力勢(shì)能的減小量大于框產(chǎn)生的焦耳熱與增加的動(dòng)能之和

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定一種特殊電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（電動(dòng)勢(shì)E約為9 V，內(nèi)阻r約為40 Ω）。已知該電池允許輸出的最大電流為100 mA。該同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電壓表的內(nèi)阻約為3 kΩ，R為電阻箱，阻值范圍0～9999 Ω，R0是定值電阻，阻值為100 Ω。

（1）根據(jù)圖甲，在虛線框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖________

（2）該同學(xué)完成電路的連接后，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，其中電壓表的某一次偏轉(zhuǎn)情況如圖乙所示，其示數(shù)為_________V。

（3）改變電阻箱的阻值，讀出電壓表的相應(yīng)示數(shù)U，取得多組數(shù)據(jù)，作出如圖丙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝_________V，內(nèi)阻r＝_________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（4）用該電路測(cè)電動(dòng)勢(shì)，真實(shí)值和測(cè)量值的關(guān)系E真_________E測(cè)。（填“大于”“小于”或“等于”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)厚度不計(jì)橫截面積為S、質(zhì)量為M的汽缸豎直放置，汽缸內(nèi)有質(zhì)量為m的活塞，活塞與汽缸壁無摩擦且不漏氣，汽缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，細(xì)線的一端固定在活塞上，另一端固定在天花板上，汽缸和活塞靜止不動(dòng)，此時(shí)活塞到汽缸底部的距離為d，現(xiàn)已知大氣壓是p0，氣體的溫度是T0，不計(jì)空氣的阻力。

(1)若把細(xì)線剪斷，保持氣體的溫度不變，求活塞到汽缸底部的距離；

(2)若不把細(xì)線剪斷，改變氣體的溫度也能讓活塞到汽缸底部的距離與(i)中相同，則氣體的溫度是多少?

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