12．如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑直桿AB，桿與水平方向的夾角為θ（0°≤θ≤90°），一質(zhì)量為m的小圓環(huán)套在直桿上，給小圓環(huán)施加一與該豎直平面平行的恒力F，并從A端由靜止釋放，改變直桿和水平方向的夾角θ，當(dāng)直桿與水平方向的夾角為30°時(shí)，小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，重力加速度為g，則（　�。�
A．恒力F可能沿與水平方向夾30°斜向右下的方向
B．當(dāng)小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短時(shí)，小圓環(huán)與直桿間必?zé)o擠壓
C．若恒力F的方向水平向右，則恒力F的大小為$\sqrt{3}$mg
D．恒力F的最小值為$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg

分析 根據(jù)題意，結(jié)合牛頓第二定律，可知，力與重力的合力方向一定沿桿的方向，再依據(jù)矢量的合成法則，及三角知識(shí)，即可求解．

解答 解：A、根據(jù)題意，小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，則加速度最大，即力與重力的合力方向沿桿的方向，那么恒力F的方向不確定，故A錯(cuò)誤；
B、由于小圓環(huán)在直桿上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，即加速度方向沿桿的方向，而恒力F和小圓環(huán)的重力的合力一定沿與水平方向夾30°斜向右下的方向，即為桿的方向，小圓環(huán)與直桿間必?zé)o擠壓，故B正確；
C、要使時(shí)間最短，則加速度最大，即不論F多大，沿何種方向，確定的力F與mg的合力方向沿桿向下，
當(dāng)恒力F的方向水平向右，如圖所示的受力，

則有：F=$\frac{mg}{tan30°}$=$\sqrt{3}$mg，故C正確；
D、合力F合與mg、F三力可構(gòu)成矢量三角形，如下圖所示：

由圖可知，當(dāng)F與F合垂直時(shí)，即與斜面垂直時(shí)，F(xiàn)有最小，則有：Fmin=mgsin60°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg，故D正確；
故選：BCD．

點(diǎn)評(píng) 考查受力分析與運(yùn)動(dòng)分析的應(yīng)用，掌握牛頓第二定律的內(nèi)容，理解矢量的合成法則與三角知識(shí)的運(yùn)用，注意時(shí)間最短，即加速度沿桿的方向是解題的突破口．

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：計(jì)算題

6．一個(gè)小球從45m高處由靜止自由下落，忽略空氣阻力，（取g=10m/s2），求：
（1）小球下落到地面的時(shí)間？
（2）物體下落到地面的速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

3．將帶電荷量為1×10-8C的電荷，從A點(diǎn)移到電場(chǎng)中的B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為1×10-6J，（取A點(diǎn)電勢(shì)為零）則：
（1）電荷的電勢(shì)能是增加還是減少？
（2）電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能是多少？
（3）B點(diǎn)的電勢(shì)是多少？
（4）將電荷量為-2×10-8C的電荷放在B點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

20．如圖所示，光滑水平面MN的左端M處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶恰平齊接觸，傳送帶水平部分長(zhǎng)度L=16m，沿逆時(shí)針?lè)较蛞院愣ㄋ俣萔=2m/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．ABCDE是由三部分光滑軌道平滑連接在一起組成的，AB為水平軌道，弧BCD是半徑為R的半圓弧軌道，弧DE是半徑為2R的圓弧軌道，弧BCD與弧DE相切在軌道最高點(diǎn)D，R=0.6m．平面部分A點(diǎn)與傳送帶平齊接觸．放在MN段的物塊m（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度v0=4m/s沖上傳送帶，物塊與傳送帶間的摩擦因數(shù)μ=0.2，物塊的質(zhì)量m=1Kg．結(jié)果物塊從滑上傳送帶又返回到N端，經(jīng)水平面與左端M處的固定彈射器相碰撞（彈射器的彈簧原來(lái)被壓縮后被鎖定），因碰撞彈射器鎖定被打開(kāi)，將物塊彈回后滑過(guò)傳送帶，沖上右側(cè)的圓弧軌道，物塊恰能始終貼著圓弧軌道內(nèi)側(cè)通過(guò)了最高點(diǎn)，最后從E點(diǎn)飛出．g取10m/s2．求：
（1）物塊m從第一次滑上傳送帶到返回到N端的時(shí)間．
（2）物塊m第二次在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳送帶上的電動(dòng)機(jī)為了維持其勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)傳送帶所多提供的能量多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

7．如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個(gè)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中x軸上方的電場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場(chǎng)方向沿y軸正方向．在電場(chǎng)左邊界上A（-2l0，-l0）到C（-2l0，0）區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為+q、質(zhì)量為m的粒子．從某時(shí)刻起由A點(diǎn)到C點(diǎn)間的粒子，依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng)．若從A點(diǎn)射入的粒子，恰好從y軸上的A′（0，l0）沿x軸正方向射出電場(chǎng)，其軌跡如圖．不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用．
（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（2）求在AC間還有哪些位置的粒子，通過(guò)電場(chǎng)后也能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)？
（3）若以直線x=2l0上的某點(diǎn)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使沿x軸正方向射出電場(chǎng)的粒子，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，都能通過(guò)直線x=2l0與圓形磁場(chǎng)邊界的一個(gè)交點(diǎn)處，而便于被收集，則磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑是多大？相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

17．關(guān)于電勢(shì)差UAB和電勢(shì)φA、φB的理解正確的是（　　）
A．UAB表示B點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電勢(shì)差，即UAB=φB-φA
B．UAB和UBA是不同的，它們有關(guān)系：UAB=-UBA
C．φA、φB都可能有正負(fù)，所以電勢(shì)是矢量
D．電勢(shì)是標(biāo)量，電勢(shì)差是矢量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

4．在電場(chǎng)中把電量為2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功1.5×10-7J，再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功4.0×10-7J．
（1）求A、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差；
（2）若以A為零電勢(shì)點(diǎn)，求C點(diǎn)的電勢(shì)；
（3）試說(shuō)明A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低情況．（由大到小排列）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

1．為了探究功與速度變化的關(guān)系，現(xiàn)提供如圖（a）所示的器材，讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板
滑行，請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題．

（1）為了消除摩擦力的影響應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋剐≤?chē)在不接橡皮筋時(shí)能緩慢勻速下滑．
（2）當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來(lái)進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致，我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W．
（3）由于橡皮筋對(duì)小車(chē)做功而使小車(chē)獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出，對(duì)于不同數(shù)目的橡皮筋做功W，可以計(jì)算出小車(chē)獲得的對(duì)應(yīng)速度v，如圖（b）所示．
（4）根據(jù)圖（b）中的信息，求出橡皮筋做功為3W時(shí)小車(chē)獲得的速度v，及v2，并將所得結(jié)果填寫(xiě)到下表（保留三位有效數(shù)字）．
次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W2W3W4W
小車(chē)速度v（m/s）1.001.421.732.00
v2（m2/s2）1.002.023.004.00
（5）利用第（4）表中的數(shù)據(jù)分析可以得出的結(jié)論是：橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W與小車(chē)速度v2成正比關(guān)系．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

2．一帶電粒子從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，徑跡如圖中虛線所示，不計(jì)粒子所受重力，則（　　） 
A．粒子帶正電B．粒子加速度逐漸減小
C．粒子的電勢(shì)能不斷減小D．粒子的速度不斷減小

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同步練習(xí)冊(cè)答案