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13.如圖所示,光滑圓管形軌道AB部分平直,BC部分是處于豎直平面內半徑為R的半圓,圓管截面半徑r<<R,有一質量m,半徑比r略小的光滑小球以水平初速射入圓管.小球在最高點c點時與管的作用力大小為12mg,求小球從c點離開管后落地AB面上的落點距離B點的距離是多少?

分析 分兩種情況:小球在最高點C點時,上管壁對小球有向下的作用力F和下管壁對小球有向上的作用力F,利用牛頓第二定律求出在最高點的速度,在利用平拋運動的規(guī)律求小球從C點離開管后落地AB面上的落點距離B點的距離.

解答 解:當小球在最高點C點時,上管壁對小球有向下的作用力F時,
由牛頓第二定律可得:F+mg=mv21R,即:12mg+mg=mv21R
解得:v1=32gR
小球從C點飛出后做平拋運動,
水平方向上:x1=v1t1
豎直方向上:2R=12gt12
聯立解得:x1=3R;
同理,當小球在最高點c點時,下管壁對小球有向上的作用力F時,
由牛頓第二定律可得:mg-F=mv22R,即:mg-12mg=mv22R,
解得:v2=gR2
小球從C點飛出后做平拋運動,
水平方向上:x2=v2t2
豎直方向上:2R=12gt22
聯立解得:x2=R.
答:小球從c點離開管后落地AB面上的落點距離B點的距離是3R或R.

點評 對于小球在管子里的運動情形與輕桿模型類似,關鍵抓住臨界情況:小球恰好到最高點時,速度為零,知道在最高點的向心力等于合外力.特別是題干只告訴小球在最高點C點時與管的作用力大小,有可能是上管壁,也可能是下管壁,應分兩種情況分析.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.一物體從距水平地面一定高度h處,沿水平方向以速度v0飛出.不計空氣阻力,下列對物體運動情況的描述,正確的是( �。�
A.小球落地瞬間機械能一定是為12mv02+mgh
B.小球運動過程中重力做負功
C.物體出發(fā)時動能為12mv02
D.落地過程中重力勢能增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,質量為4kg的小球A和質量為1kg的物體B用彈簧相連后,再用細線懸掛在升降機頂端,當升降機以加速度a=2m/s2,加速上升過程中,剪斷細線的瞬間,兩小球的加速度正確的是(重力加速度為g=10m/s2)(  )
A.aA=10m/s2 aB=10m/s2B.aA=13m/s2 aB=2m/s2
C.aA=15m/s2 aB=2m/s2D.aA=10m/s2 aB=0

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個磁感應強度大小均為B,方向相反的均強磁場區(qū)域,區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上,區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下,磁場的寬度HP及PN均為L,一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框,由靜止開始沿斜面下滑,t1時刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置,此時導線框又恰好以速度v2做均速直線運動,重力加速度為g,下列說法中正確的是( �。�
A.當ab邊剛濾過JP時,導線框的加速度大小為a=gsinθ
B.導線框兩次勻速運動的速度之比v1:v2=4:1
C.從t1到t2的過程中,導線框客服安培力做的功等于重力勢能的減少
D.從t1到t2過程中,有\frac{3mgLsinθ}{2}+\frac{m}{2}(v12-v22)機械能轉化為電能

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖所示,一不計電阻的導體圓環(huán),半徑為r,圓心在O點,過圓心放置一長度為2r,電阻為R的均勻導體桿,導體桿與圓環(huán)接觸緊密.將此裝置置于磁感應強度為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場中,磁場邊界恰好與圓環(huán)直徑重合,現使導體桿以角速度ω繞圓心O逆時針勻速轉動,右側電路通過電刷與圓環(huán)中心和圓環(huán)邊緣相接觸,圖中電表均為理想電表,R1=\frac{R}{2},其他電阻不計,S閉合后,當導體桿運動到圖示位置時,下列說法正確的是( �。�
A.通過R1的電流方向是自下而上B.電路電動勢大小為2Br2ω
C.理想電壓表的示數為\frac{B{r}^{2}ω}{6}D.理想電流表的示數為\frac{4B{r}^{2}ω}{3R}

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,質量為m的小球在豎直平面內的光滑圓環(huán)軌道上做圓周運動.圓環(huán)半徑為R,小球經過圓環(huán)最高點時剛好不脫離圓環(huán),則其通過最高點時( �。�
A.小球對圓環(huán)的壓力大小等于mgB.小球的線速度大小等于\sqrt{gR}
C.小球受到的向心力等于0D.小球的向心加速度大小等于2g

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

5.繪制一個標有“3V 0.5A”小燈泡的伏安特性曲線.實驗室提供的實驗器材有:
A.電池組(電動勢為4.5V,內阻約1Ω)
B.電流表A1(量程為0~600mA,內阻約0.5Ω)
C.電流表A2(量程為0~3A,內阻約0.1Ω)
D.電壓表V1(量程為0~3V,內阻約3kΩ)
E.電壓表V2(量程為0~15V,內阻約15kΩ)
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G.滑動變阻器R2(最大阻值100Ω,額定電流0.5A)
H.電鍵一個、導線若干.
(1)為了能多測幾組數據并能從零開始測量,電流表選擇B,電壓表選擇D,滑動變阻器選擇F(填器材前的符號).請在答題卡上的虛線內畫出實驗電路圖.
(2)在按照合理的電路及操作測量后,作出如圖甲所示的小燈泡的伏安特性曲線.將此小燈泡接入如圖乙所示的電路中,已知電源電動勢E=3.0V,r=5Ω,定值電阻R=5Ω,則小燈泡兩端的電壓為0.85V(保留2個有效數字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,當交流電源的電壓(有效值)U=220V,頻率f=50Hz時,三只燈A、B、C的亮度相同,(L無直流電阻)將交流電源的頻率變?yōu)閒=100Hz,則( �。�
A.A燈比原來亮B.B燈比原來暗C.C燈和原來一樣亮D.C燈比原來亮

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.如圖所示,內壁光滑的玻璃管豎直的放在水平地面上,管內底部豎直放有一輕彈簧處于自然伸長狀態(tài),正上方有兩個質量分別為m和2m的a、b小球,用豎直的輕桿連著,并處于靜止狀態(tài),球的直徑比管的內徑稍�。F釋放兩個小球,讓它們自由下落,重力加速度大小為g.則在從b球與彈簧接觸至運動到最低點的過程中,下列說法正確的是(  )
A.a球的動能始終減小
B.b球克服彈簧彈力做的功是桿對b球做功的3倍
C.彈簧對b球做的功等于a、b兩球機械能的變化量
D.b球到達最底點時桿對a球的作用力等于mg

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