10.如圖所示,半徑分別為r和R的圓環(huán)豎直疊放(相切)于水平面上,一條公共斜弦過兩圓切點(diǎn)且分別與兩圓相交于a、b兩點(diǎn).在此弦上鋪一條光滑軌道,將一小球從a點(diǎn)由靜止釋放,設(shè)小球穿過切點(diǎn)時(shí)不受阻擋.求該小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)所用的時(shí)間.

分析 根據(jù)牛頓第二定律求出小球上滑的加速度,結(jié)合幾何關(guān)系求出軌道的長(zhǎng)度,通過位移時(shí)間公式求出小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間

解答 解:設(shè)軌道ab與豎直方向的夾角為θ,由幾何關(guān)系可知:
軌道ab的長(zhǎng)度為:s=(2R+2r)cosθ
由牛頓第二定律可得小球下滑的加速度為:$a=\frac{mgcosθ}{m}=gcosθ$
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:$s=\frac{1}{2}at_{\;}^2$
聯(lián)立以上各式解得:$t=2\sqrt{\frac{R+r}{g}}$
答:該小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)所用的時(shí)間為$2\sqrt{\frac{R+r}{g}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的運(yùn)用,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖所示,在水平面內(nèi)有兩根間距為L(zhǎng)=1m的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌ab,cd,在a,c之間用導(dǎo)線連接一阻值為R=3Ω的電阻,放在金屬導(dǎo)軌ab,cd上的金屬桿質(zhì)量為m=0.5kg,電阻r=1Ω,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4,金屬桿的中點(diǎn)系一絕緣輕細(xì)繩,細(xì)繩的另一端通過光滑的定滑輪懸掛一質(zhì)量為M=1.0kg的重物,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直,金屬桿運(yùn)動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸良好,g取10m/s2
(1)將重物由靜止釋放,重物將開始做加速運(yùn)動(dòng),若某時(shí)刻金屬桿的加速度大小為a=2m/s2,求此時(shí)金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度大小v;
(2)重物最終將勻速下降,若M從靜止到勻速的過程中下降的高度為h=8m,則在此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示,物塊在水平圓盤上,與圓盤一起繞固定軸勻速運(yùn)動(dòng),則下列說法中正確的是( 。
A.物塊處于平衡狀態(tài)
B.物塊受重力、支持力、靜摩擦力、向心力這四個(gè)力作用
C.在角速度一定時(shí),物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越近,物塊越容易脫離
D.在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí),物塊運(yùn)動(dòng)周期越小,越容易脫離

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,橫截面積為0.01m2的氣缸,被重G=200N的活塞封閉了高20cm的氣體,已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,現(xiàn)將氣缸倒轉(zhuǎn)豎直放置,設(shè)溫度不變,求此時(shí)活塞到缸低的高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖所示,在y軸左邊有一間距為3d的平行板電容器,兩極板的中線PO與x軸重合,上板A帶正電.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從板間P點(diǎn)以速度v0射入,從y軸的Q點(diǎn)射出,速度方向與y軸上負(fù)方向的夾角θ=30°;在y軸右側(cè)有一半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=$\frac{m{v}_{0}}{qd}$,方向垂直紙面向里,粒子經(jīng)過該磁場(chǎng)區(qū)域后能從O點(diǎn)沿x軸負(fù)方向回到電場(chǎng).已知OQ=d,不計(jì)粒子重力,求:
(1)兩極板間的電勢(shì)差U.
(2)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積.
(3)粒子從開始運(yùn)動(dòng)到又回到電場(chǎng)的總時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,若高空中某處的重力加速度為$\frac{g}{9}$,則該處距地面球表面的高度為( 。
A.($\sqrt{2}$-1)RB.RC.$\sqrt{2}$RD.2R

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.在交通事故的分析中,剎車痕跡的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù).剎車痕跡是汽車剎車后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上滑動(dòng)時(shí)留下的痕跡.在某次交通事故中,一輛汽車的剎車痕跡長(zhǎng)度是12m,假設(shè)汽車剎車過程的加速度大小為6m/s2,已知此路段限速10m/s,則(  )
A.汽車在此路段超速B.汽車在此路段沒有超速
C.汽車剎車過程的初速度為6m/sD.汽車剎車過程的初速度為12m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.質(zhì)量為m的帶正電小球由空中A點(diǎn)無初速度自由下落,在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),再經(jīng)過t秒小球又回到A點(diǎn).不計(jì)空氣阻力且小球從未落地,則(  )
A.整個(gè)過程中小球電勢(shì)能變化了$\frac{3}{2}$mg2t2
B.整個(gè)過程中小球動(dòng)能增量為2mg2t2
C.從加電場(chǎng)開始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能變化了mg2t2
D.從A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能變化了$\frac{2}{3}$mg2t2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖所示,閉合開關(guān)S,電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,現(xiàn)向左調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的觸頭P,電壓表V的示數(shù)改變量的大小為△U,電流表的示數(shù)改變量大小為△I,則下列說法正確的是( 。
A.$\frac{U}{I}$ 變小B.$\frac{△U}{△I}$ 不變
C.電阻R1的功率變小D.電源的總功率變大

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