【題目】如圖所示，質(zhì)量分布均勻、半徑為R的光滑半圓形金屬槽，靜止在光滑的水平面上，左邊緊靠豎直墻壁。一質(zhì)量為m的小球從距金屬槽上端R處由靜止下落，恰好與金屬槽左端相切進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)最低點(diǎn)后向右運(yùn)動(dòng)從金屬槽的右端沖出，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)距金屬槽圓弧最低點(diǎn)的距離為，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。求：

(1)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)對金屬槽的壓力大小

(2)金屬槽的質(zhì)量（可保留根號）

【答案】(1)5mg；(2)

【解析】（1）小球從靜止到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：

mg2R=mv02

小球剛到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律的知識有： ，

據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)饘賶K的壓力為：

聯(lián)立解得： 。

（2）小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)至小球到達(dá)最高點(diǎn)過程，小球和金屬塊水平方向動(dòng)量守恒，選取向右為正方向，則：mv0=(m+M)v

設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)距金屬槽圓弧最低點(diǎn)的高度為h．則有R2+h2=(R)2

根據(jù)能量守恒定律有： ．

聯(lián)立解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的斜面上有A、B、C三點(diǎn)，現(xiàn)從這三點(diǎn)分別以不同的初速度水平拋出一小球，三個(gè)小球均落在斜面上的D點(diǎn)，今測得AB∶BC∶CD＝5∶3∶1由此可判斷(　　)

A. ABC處三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1∶2∶3

B. A、B、C處三個(gè)小球落在斜面上時(shí)速度與初速度間的夾角之比為1∶1∶1

C. A、B、C處三個(gè)小球的初速度大小之比為3∶2∶1

D. A、B、C處三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡可能在空中相交

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，頻閃儀每隔0.05s閃光一次，如圖所示，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?/span>9.8m/s，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；

(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5=______ m/s.

(2)從到時(shí)間內(nèi)，重力勢能增量=_______ J， 動(dòng)能減少量=______ J.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。從高處由靜止開始下落，上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），所用電源的頻率為50Hz，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。已知，則：（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（1）在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度____________m/s；

（2）在打下第0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量_________J，系統(tǒng)重力勢能的減少量_______J；（取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>）

（3）若某同學(xué)作出圖象如圖丙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>__________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示．一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體（物體可以視為質(zhì)點(diǎn)），從h=3.2 m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計(jì)其動(dòng)能損失．物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處，重力加速度g=10 m/s2，求：

（1）物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時(shí)間；

（2）傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少；

（3）上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少；

（4）物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，上、下邊界均水平的區(qū)域?qū)挒?/span>，內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向水平向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場一邊長也為L，質(zhì)量為，電阻為的勻質(zhì)正方形線框，通過滑輪裝置與另一質(zhì)量為的物體連接線框從磁場下方h處靜止釋放，當(dāng)線框cd邊進(jìn)入磁場一段時(shí)間后邊仍在磁場中，開始勻速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過磁場區(qū)域從線框進(jìn)入磁場到其恰達(dá)到勻速時(shí)，流過線框橫截面的電荷量，線框中產(chǎn)生的熱量已知線框上升途中線框平面始終與磁場方向垂直，ab邊始終與邊界平行，不計(jì)運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力， 求：

（1）線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v；

（2）線框勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（3）線框釋放處cd邊距離磁場下邊界的高度h．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑絕緣的半球形容器處在水平向右的勻強(qiáng)電場中，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為+q的小球在容器邊緣A點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為零，OB與水平方向的夾角0=60，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是

A. 小球重力與電場力的關(guān)系是

B. 小球在B點(diǎn)時(shí)，對容器的壓力為

C. 小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)的加速度大小相等

D. 如果小球帶負(fù)電，還能沿AB圓弧面運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2013年6月20日上午10時(shí)，中國首位“太空教師”王亞平在天宮一號太空艙內(nèi)做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一，將用細(xì)線懸掛的小球由靜止釋放，小球呈懸浮狀。實(shí)驗(yàn)二，拉緊細(xì)線給小球一個(gè)垂直于線的速度，小球以懸點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)線長為L，小球的質(zhì)量為m，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v。已知地球?qū)π∏虻囊s是地面重力mg的0.9倍，則在兩次實(shí)驗(yàn)中，繩對小球拉力大小是(　　)

A. 實(shí)驗(yàn)一中拉力為0 B. 實(shí)驗(yàn)一中拉力為0.9mg

C. 實(shí)驗(yàn)二中拉力為0.9mg＋m D. 實(shí)驗(yàn)二中拉力為m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】長為31 cm，內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，當(dāng)開口向上豎直放置時(shí)，齊口的水銀柱封住10 cm長的空氣柱(如圖a所示)。若在豎直平面內(nèi)將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至開口向下豎直放置(如圖b所示)，然后再緩慢轉(zhuǎn)至開口向上豎直放置(如圖c所示)，這時(shí)管內(nèi)水銀柱長度為15 cm。求：

(ⅰ)大氣壓強(qiáng)；

(ⅱ)圖c狀態(tài)管內(nèi)空氣柱的長度。

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