7.如圖所示,BC是半徑為R的豎直面內(nèi)的光滑圓弧軌道,軌道末端C在圓心O的正下方,∠BOC=60°,將質(zhì)量為m的小球,從與O等高的A點(diǎn)水平拋出,小球恰好從B點(diǎn)沿切線滑入圓軌道,則小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力為( 。
A.$\frac{7}{3}$mgB.3mgC.$\frac{10}{3}$mgD.4mg

分析 小球做平拋運(yùn)動(dòng),由AB間的高度求出小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度,由速度的分解求解出A點(diǎn)的速度.選擇從A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)能定理求出C點(diǎn)速度,根據(jù)向心力公式求出小球在最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力.

解答 解:對(duì)于AB段:由 ${v}_{y}^{2}$=2g(R-Rcos60°)
則得小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度 vy=$\sqrt{gR}$
據(jù)題小球從光滑圓弧BC的B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧,說(shuō)明到B點(diǎn)的速度vB方向與水平方向的夾角為60°,則得初速度為 vA=vycot60°=$\frac{\sqrt{3gR}}{3}$
從A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)用動(dòng)能定理得:
  $\frac{1}{2}$mvC2-$\frac{1}{2}$mvA2=mgR    
在C點(diǎn),由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式得:N-mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
代入數(shù)據(jù)解之得:N=$\frac{10}{3}$mg
由牛頓第三定律,得在C點(diǎn)小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?\frac{10}{3}$mg,方向豎直向上.
故選:C.

點(diǎn)評(píng) 本題是平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的典型題目,除了運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的基本公式外,求速度的問(wèn)題,動(dòng)能定理不失為一種好的方法.

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:多選題

17.如圖所示,O為地球球心,R為地球半徑,一宇宙飛船在繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng),軌道上距地 心最遠(yuǎn)點(diǎn)P到地心的距離為3R為研究方便,假設(shè)地球是一質(zhì)量均勻的球體,且不考慮 自轉(zhuǎn),僅考慮宇宙飛船在地球引力作用下運(yùn)動(dòng),用g表示地球表面的重為加速度.則( 。
A.飛船在P點(diǎn)的加速度是$\frac{g}{9}$B.飛船在P點(diǎn)的加速度大于$\frac{g}{9}$
C.飛船經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度小于$\sqrt{\frac{gR}{3}}$D.飛船經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度大于$\sqrt{\frac{gR}{3}}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

18.某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”、“8”字樣.如圖甲所示,在真空空間的豎直平面內(nèi)建立xoy坐標(biāo)系,在y1=0.1m和y2=-0.1m處有兩個(gè)與x軸平行的水平界面PQ和MN把空間分成I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域,在三個(gè)區(qū)域中分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1、B2、B3,其大小滿(mǎn)足B2=2B1=2B3=0.02T,方向如圖甲所示;在Ⅱ區(qū)域中的y軸左右兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E1、E2(圖中未畫(huà)出),忽略所有電、磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng).ABCD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心對(duì)稱(chēng)的正方形,其邊長(zhǎng)L=0.2m.現(xiàn)在界面PQ上的A處沿y軸正方向發(fā)射一比荷$\frac{q}{m}$=108C/kg的帶正電荷的粒子(其重力不計(jì)),粒子恰能沿圖中實(shí)線途經(jīng)BCD三點(diǎn)后回到A點(diǎn)并做周期性運(yùn)動(dòng),軌跡構(gòu)成一個(gè)“0“字.已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均做直線運(yùn)動(dòng).

(1)求E1、E2的大小和方向;
(2)去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng),其他條件不變,仍在A處以相同的速度發(fā)射相同的粒子,請(qǐng)?jiān)冖蚝廷髤^(qū)城內(nèi)重新設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng),使粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡成為上、下對(duì)稱(chēng)的“8”字,且粒子運(yùn)動(dòng)的周期跟甲圖中相同,請(qǐng)通過(guò)必要的計(jì)算和分析,求出你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”的大小、方向和區(qū)域,并在答題卡本題的乙圖中描繪出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”.(上面半圓軌跡已在圖中畫(huà)出)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

15.2011年9月29日我國(guó)成功發(fā)射了“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器,同年11月1日成功發(fā)射了“神舟八號(hào)”飛船,之后兩者成功實(shí)現(xiàn)對(duì)接.“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示,圖中A代表“天宮一號(hào)”,B代表“神舟八號(hào)”,虛線為各自的軌道,則( 。
A.“神舟八號(hào)”通過(guò)加速可以實(shí)現(xiàn)與“天宮一號(hào)”對(duì)接
B.“天宮一號(hào)”的向心加速度大于“神舟八號(hào)”的向心加速度
C.將來(lái)宇航員在“天宮一號(hào)”上生活時(shí)可以用臺(tái)秤來(lái)測(cè)量自己的體重
D.“天宮一號(hào)”的運(yùn)行周期大于“神舟八號(hào)”,運(yùn)行速度小于“神舟八號(hào)”

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述中,正確的是( 。
A.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中,標(biāo)記拉力方向時(shí),要用鉛筆緊靠細(xì)繩沿繩移動(dòng)鉛筆畫(huà)出
B.在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,作出彈力和彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖象也能求彈簧的勁度系數(shù)
C.在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,所選用的橡皮筋規(guī)格應(yīng)相同
D.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,可以由公式v=gt求出打某點(diǎn)時(shí)紙帶的速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.某同學(xué)們準(zhǔn)備測(cè)量一個(gè)量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表V1的內(nèi)阻值R1,在實(shí)驗(yàn)室找到了下列器材:
A.電源E:電動(dòng)勢(shì)約為9V;
B.電流表A:量程為0.6A,內(nèi)阻約0.6Ω;
C.電壓表V2:量程為6V,內(nèi)阻R2=6kΩ;
D.滑動(dòng)變阻器R,最大阻值為100Ω;
E.單刀單擲開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干.
①為了能夠盡量準(zhǔn)確測(cè)出電壓表的內(nèi)阻,以上器材不需要的是B
②根據(jù)所選的器材,請(qǐng)?jiān)谙旅娣娇騼?nèi)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖.
③用已知量及所測(cè)量的量表示被測(cè)電壓表的內(nèi)阻(指出各測(cè)量分別為哪個(gè)電表的讀數(shù))R1=$\frac{U_1}{U_2}{R_2}$;U1,U2分別為V1和V2表的讀數(shù).

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19.如圖所示,在光滑水平面上有一輛質(zhì)量M=8kg的平板小車(chē),車(chē)上有一個(gè)質(zhì)量m=1.9kg的木塊,木塊距小車(chē)左端6m(木塊可視為質(zhì)點(diǎn)),車(chē)與木塊一起以v=1m/s的速度水平向右勻速行駛.一顆質(zhì)量m0=0.1kg的子彈以v0=179m/s的初速度水平向左飛來(lái),瞬間擊中木塊并留在其中.如果木塊剛好不從車(chē)上掉下來(lái),求:
①子彈擊中木塊的瞬間,木塊對(duì)子彈的沖量.
②木塊與平板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.(g=10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.一個(gè)裝有一定質(zhì)量氣體的密閉容器,27℃時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa,已知當(dāng)內(nèi)、外氣壓壓強(qiáng)差超過(guò)3.0×l04Pa時(shí)該容器將破裂.在外界大氣壓為1.0×105Pa的環(huán)境中,把該容器降溫到-33℃,(容器容積的變化忽略不計(jì),且容器內(nèi)氣體可視為理想氣體)求:
①此時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大小;
②容器是否會(huì)破裂?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

17.下列說(shuō)法中正確的是 ( 。
A.液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力
B.擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)
C.蔗糖受潮后會(huì)粘在一起,沒(méi)有確定的幾何形狀,它是非晶體
D.對(duì)任何一類(lèi)與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程進(jìn)行方向的說(shuō)明,都可以作為熱力學(xué)第二定律的表述

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