如圖所示，小球P用長L=1m的細(xì)繩系著，在水平面內(nèi)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，其角速度ω=2πrad/s，另一個(gè)球Q質(zhì)量為m=1kg，在高出水平面h=0.8m的水平槽上，槽與繩平行，槽光滑，槽口A點(diǎn)在O點(diǎn)正上方，當(dāng)小球Q受到水平恒力F作用時(shí)(球Q初速為0)，小球P運(yùn)動到槽的下方．球Q運(yùn)動到A點(diǎn)，力F自然取消．

要使兩小球相碰，恒力F應(yīng)滿足怎樣的條件________________________；

Q在槽上滑行的最小距離為________________________(g取)

答案：略
解析：

恒力F應(yīng)滿足，k=0，1，2，3，……；Q初位置離槽口最小0.125m．

球Q先在光滑槽上做勻加速直線運(yùn)動，然后做平拋運(yùn)動

運(yùn)動總時(shí)間為

①

是平拋運(yùn)動的初速度，要與P相碰，Q平拋運(yùn)動的水平分位移為x=L

由平拋運(yùn)動規(guī)律公式

②　

根據(jù)牛頓第二定律

③

P球要與Q相碰，必須在時(shí)間內(nèi)恰好運(yùn)動到Q球的落點(diǎn)位置，則

④

注意圓周運(yùn)動的周期性

且

⑤　　(k=0，1，2，3，……)

由上述方程可得：

　　(k=0，1，2，3，……)

Q球勻加速運(yùn)動過程中，根據(jù)動能定理得

⑥

則

，k=0，1，2，3，……

當(dāng)k=0時(shí)，s有最小值　


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

三個(gè)同學(xué)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行了“探究平拋運(yùn)動規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：
（1）甲同學(xué)采用如圖所示的裝置，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時(shí)B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時(shí)落地，改變小錘打擊的力度，使A球被彈出時(shí)的速度不同，兩球仍然同時(shí)落地，這說明
平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動
平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動
．

（2）乙同學(xué)采用如圖乙所示的裝置，兩個(gè)相同的斜槽軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D．斜槽軌道M到水平板的高度可調(diào)，但兩軌道始終保持平行，因此小鐵球P、Q在軌道出口處的水平速度v0總是相等的．現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后同時(shí)切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時(shí)分別從軌道M、N的下端A、B射出，實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是
兩球在水平面上碰撞
兩球在水平面上碰撞
．若僅改變軌道M的高度（兩軌道仍然保持平行），重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這是因?yàn)?!--BA-->
平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動
平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動
．
（3）丙同學(xué)采用頻閃攝影法拍攝到如圖丙所示的“小球做平拋運(yùn)動”的照片，圖中每個(gè)小方格代表的實(shí)際邊長為L=2.5cm．由圖可求得拍攝時(shí)每間隔時(shí)間T=
0.05
0.05
s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為
1.0
1.0
m/s（取g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

A．選修3-3
（1）有以下說法：其中正確的是
AEF
AEF
．
A．“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應(yīng)油酸膜的面積
B．理想氣體在體積不變的情況下，壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T成正比
C．氣體分子的平均動能越大，氣體的壓強(qiáng)就越大
D．物理性質(zhì)各向同性的一定是非晶體
E．液體的表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的
F．控制液面上方飽和汽的體積不變，升高溫度，則達(dá)到動態(tài)平衡后該飽和汽的質(zhì)量增大，密度增大，壓強(qiáng)也增大
G．讓一小球沿碗的圓弧型內(nèi)壁來回滾動，小球的運(yùn)動是可逆過程
（2）如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m，現(xiàn)對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從TI升高到T2，且空氣柱的高度增加了△l，已知加熱時(shí)氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為p0，問此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？請?jiān)谙旅娴膱D乙的V-T圖上大致作出該過程的圖象（包括在圖象上標(biāo)出過程的方向）．
（3）一只氣球內(nèi)氣體的體積為2L，密度為3kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為15g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算這個(gè)氣球內(nèi)氣體的分子個(gè)數(shù)．
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是
BD
BD

A．交通警通過發(fā)射超聲波測量車速，利用了波的干涉原理
B．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息
C．單縫衍射中，縫越寬，條紋越亮，衍射現(xiàn)象也越明顯
D．地面上測得靜止的直桿長為L，則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應(yīng)小于L
（2）如圖所示，一彈簧振子在MN間沿光滑水平桿做簡諧運(yùn)動，坐標(biāo)原點(diǎn)O為平衡位置，MN=8cm．從小球經(jīng)過圖中N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，到第一次經(jīng)過O點(diǎn)的時(shí)間為0.2s，則小球的振動周期為
0.8
0.8
s，振動方程的表達(dá)式為x=
4cos
5πt
2
4cos
5πt
2
cm；
（3）一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻沿-y運(yùn)動，經(jīng)過0.1s第一次到達(dá)平衡位置，波速為5m/s，那么：
①該波沿
-x
-x
（選填“+x”或“-x”）方向傳播；
②圖中Q點(diǎn)（坐標(biāo)為x=7.5m的點(diǎn)）的振動方程y=
5cos
5πt
3
5cos
5πt
3
cm；
③P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為x=
2.5
2.5
m．
C．選修3-5
（1）下列說法中正確的是
BC
BC

A．X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的方向與線圈中電流流向相同k
B．一群處于n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)能發(fā)出3種不同頻率的光
C．放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數(shù)增加1
D．235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短
（2）下列敘述中不符合物理學(xué)史的是
BCD
BCD

A．麥克斯韋提出了光的電磁說
B．愛因斯坦為解釋光的干涉現(xiàn)象提出了光子說
C．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并首先提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型
D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙（Pa）和鐳（Ra）
（3）兩磁鐵各固定放在一輛小車上，小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運(yùn)動．已知甲車和磁鐵的總質(zhì)量為0.5kg，乙車和磁鐵的總質(zhì)量為1.0kg．兩磁鐵的N極相對．推動一下，使兩車相向運(yùn)動．某時(shí)刻甲的速率為2m/s，乙的速率為3m/s，方向與甲相反．兩車運(yùn)動過程中始終未相碰，則兩車最近時(shí)，乙的速度為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一個(gè)人用一根長L=1m，只能承受T=46N拉力的繩子，拴著一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球，在豎直面內(nèi)做逆時(shí)針方向的圓周運(yùn)動，已知圓心O離地的距離H=6m，g=10m/s2．
（1）此人在小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)必須用多大的角速度轉(zhuǎn)動小球方能使繩子被拉斷？
（2）若地面上P點(diǎn)停有一只視為質(zhì)點(diǎn)的烏龜，P點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離為7米，問繩子拉斷后，小球第一次著地是否會擊中烏龜？如沒擊中，則小球第一次著地點(diǎn)距烏龜多遠(yuǎn)？

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科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：022

如圖所示，小球P用長L=1m的細(xì)繩系著，在水平面內(nèi)繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，其角速度ω=2πrad/s，另一個(gè)球Q質(zhì)量為m=1kg，在高出水平面h=0.8m的水平槽上，槽與繩平行，槽光滑，槽口A點(diǎn)在O點(diǎn)正上方，當(dāng)小球Q受到水平恒力F作用時(shí)(球Q初速為0)，小球P運(yùn)動到槽的下方．球Q運(yùn)動到A點(diǎn)，力F自然取消．

要使兩小球相碰，恒力F應(yīng)滿足怎樣的條件________________________；

Q在槽上滑行的最小距離為________________________(g取)

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