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如圖所示，光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，一勁度系數k=120N/m的輕質彈簧，一端系于圓環(huán)的最高點A，另一端系一套在圓環(huán)上質量m=5kg的小球，已知環(huán)半徑R=0.5m，彈簧原長L=0.5m．小球從圖中位置C由靜止釋放滑至最低點B時，測得其速度vB=3m/s．求：
（1）在此過程中彈簧彈力做的功；
（2）球經過B點時對環(huán)的作用力．
【答案】分析：（1）球由C到B的過程，重力和彈簧的彈力做功，設彈簧彈力做功為W，寫出動能定律的方程，代入數據即可；
（2）小球在最低點時，重力、彈簧的彈力和環(huán)對球的作用力提供向心力，寫出方程，代入數據即可．
解答：解：（1）球由C到B的過程，設彈簧彈力做功為W，則
解得：W=-15J
（2）球經B點時彈簧的伸長量x=2R-L=0.5m
設環(huán)對球的作用力向上，大小為F，那么
解得：F=80N 方向向上
由牛頓第三定律，球對環(huán)的作用力為F'=80N方向向下
答：（1）在此過程中彈簧彈力做的功為-15J；
（2）球經過B點時對環(huán)的作用力為80N．
點評：該題中正確計算出重力和彈力做的功 是解題的關鍵．該題屬于基礎題目．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩個金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細軸O1和O2轉動，O1和O2相互平行，水平放置．每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長也為a1、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略．半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起，一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P．當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞軸轉動．轉動過程中A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自軸之間保持良好接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連．除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬電阻都不計．整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行，現將P由靜止起釋放，
（1）在圖中標明八根輻條中的電流方向并畫出該裝置的等效電路圖
（2）在由靜止開始下落過程中，整個系統(tǒng)的能量是如何轉化的？
（3）定性畫出物體由靜止開始下落過程中的速度-時間圖象
（4）求：P下落過程中的最大速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

(25分)如圖所示，兩個金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬軸O1和O2轉動，O1和O2相互平行，水平放置.每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長為a2、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略.半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起.一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P.當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉動.轉動過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連.除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計.整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行.現將P釋放，試求P勻速下落時的速度.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩個金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細軸O1和O2轉動，O1和O2相互平行，水平放置。每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長為a2、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略。半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起。一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P。當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉

動。轉動過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連。除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計。整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行�，F將P釋放，試求P勻速下落時的速度。

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年浙江省高三下學期第三次模擬物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，相距為5R的A、B兩點有2 個帶負電的固定點電荷，電荷量分別為q 和2q。在A、B連線與 A 點相距為2R 處有一 O 點，豎直平面內固定一圓心在 O 點，半徑為 R 的光滑絕緣圓軌道。有一帶正電，質量為m，電荷量為qo的小環(huán)沿圓軌道做完整的圓周運動，則電荷量為qo的小環(huán)

A．做勻速圓周運動

B．做圓周運動的向心力由軌道提供

C．在圓軌道上運動時電勢能和機械能之和不變

D．在最高點的速度大于其在最低點的速度

 

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如圖所示，兩個金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細軸O1和O2轉動，O1和O2相互平行，水平放置。每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長為a2、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略。半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起。一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P。當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉
動。轉動過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連。除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計。整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行�，F將P釋放，試求P勻速下落時的速度。

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