【題目】如圖所示為豎直放置的四分之一光滑圓弧軌道,O點(diǎn)是其圓心,半徑R0.8 m,OA水平、OB豎直.軌道底端距水平地面的高度h0.8 m.從軌道頂端A由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量m10.1 kg小球,小球到達(dá)軌道底端B時(shí),恰好與靜止在B點(diǎn)的另一個(gè)小球m2發(fā)生碰撞,碰后它們粘在一起水平飛出,落地點(diǎn)CB點(diǎn)之間的水平距離x0.4 m.忽略空氣阻力,重力加速度g10 m/s2.求:

1)碰撞前瞬間入射小球的速度大小v1;

2)兩球從B點(diǎn)飛出時(shí)的速度大小v2;

3)碰后瞬間兩小球?qū)壍缐毫Φ拇笮。?/span>

【答案】14 m/s 21 m/s 34.5 N

【解析】

1)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,由此求出入射小球的速度大;

2)兩球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得兩球從B點(diǎn)飛出時(shí)的速度大。

3)由動(dòng)量守恒定律求出B點(diǎn)的小球的質(zhì)量,由牛頓第二定律求出小球受到的支持力,由牛頓第三定律求出兩小球?qū)壍缐毫Φ拇笮。?/span>

(1)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,得:mgR

代入數(shù)據(jù)得:v14 m/s

(2)兩球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得:

豎直方向上有:hgt2

代入數(shù)據(jù)解得:t0.4 s

水平方向上有:xv2t

代入數(shù)據(jù)解得:v21 m/s

(3)兩球碰撞,規(guī)定向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:

m1v1(m1m2)v2

解得:m23m13×0.10.3 kg

碰撞后兩個(gè)小球受到的合外力提供向心力,

則:FN(m1m2)g(m1m2)

代入數(shù)據(jù)得:FN4.5 N

由牛頓第三定律可知,小球?qū)壍赖膲毫σ彩?/span>4.5 N.

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:

【題目】如圖所示,x軸正方向有以(00.10m)為圓心、半徑為r=0.10m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0×10-3T,方向垂直紙面向里。PQ為足夠大的熒光屏,在MNPQ之間有方向豎直向下、寬度為2r的勻強(qiáng)電場(chǎng)(MN與磁場(chǎng)的右邊界相切)。粒子源中有帶正電的粒子不斷地由靜止電壓U=800V的加速電場(chǎng)加速。粒子經(jīng)加速后,沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)區(qū)域,再經(jīng)電場(chǎng)作用恰好能垂直打在熒光屏PQ上,粒子重力不計(jì)。粒子的比荷為=1.0×1010C/kg,。求:

(1)粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正方向夾角的正切值。

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。

(3)將粒子源和加速電場(chǎng)整體向下平移一段距離d(d<r),粒子沿平行于x軸方向進(jìn)入磁場(chǎng)且在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)。求粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間(計(jì)算時(shí)π3)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,面積S=0.2m2、匝數(shù)n=100匝的圓形線(xiàn)圈A,處在均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為B=(6-0.02t)T,開(kāi)始時(shí)外電路開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),已知R1=4Ω,R2=6Ω,電容器電容C=30μF,線(xiàn)圈內(nèi)阻不計(jì),求:

(1)S閉合后,通過(guò)R2的電流大;

(2)S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后又?jǐn)嚅_(kāi),求斷開(kāi)S后流過(guò)R2的電荷量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,燈泡電阻恒定且小于電源內(nèi)阻,電表均為理想電表,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端向左端移動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 電容器C上電荷量增加

B. 燈泡L變亮

C. 電源輸出功率一定先增大再減小

D. 電壓表讀數(shù)的變化量與電流表讀數(shù)的變化量之比恒定

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)練習(xí)使用多用電表,請(qǐng)完成下列問(wèn)題。

1)如圖所示是一多用電表的簡(jiǎn)化電路圖,當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S旋轉(zhuǎn)至位置3時(shí),可用來(lái)測(cè)量_____;旋轉(zhuǎn)至位置2時(shí),多用表為一個(gè)倍率為“×10”的歐姆表,若該多用電表歐姆表盤(pán)刻度的中央刻度值為15則此時(shí)歐姆表內(nèi)阻為_____Ω.若表頭A的滿(mǎn)偏電流為50mA,則圖中電源的電動(dòng)勢(shì)為_____V。

2)將一個(gè)二極管的兩極分別標(biāo)記為ab,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S置于位置2,用紅表筆接a端,黑表筆接b端,指針幾乎不動(dòng);紅表筆接b端,黑表筆接a端,指針偏轉(zhuǎn)角度很大,則該二極管的正極是_____(填“a”“b)端。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)人類(lèi)能夠?qū)崿F(xiàn)太空移民。為此,科學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)巨型環(huán)狀管道式空間站。空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),人們生活在空間站的環(huán)形管道中,管道內(nèi)部截面為圓形,直徑可達(dá)幾千米,如圖(a)所示。已知地球質(zhì)量為M,地球半徑為R,空間站總質(zhì)量為m,G為引力常量。

1)空間站圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2R,求空間站在軌道上運(yùn)行的線(xiàn)速度大小;

2)為解決長(zhǎng)期太空生活的失重問(wèn)題,科學(xué)家設(shè)想讓空間站圍繞通過(guò)環(huán)心并垂直于圓環(huán)平面的中心軸旋轉(zhuǎn),使在空間站中生活的人們獲得人工重力。該空間站的環(huán)狀管道內(nèi)側(cè)和外側(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別為r1、r2,環(huán)形管道壁厚度忽略不計(jì),如圖(b)所示。若要使人們感受到的人工重力與在地球表面上受到的重力一樣(不考慮重力因地理位置不同而產(chǎn)生的差異且可認(rèn)為太空站中心軸靜止),則該空間站的自轉(zhuǎn)周期應(yīng)為多大;

3)為進(jìn)行某項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn),空間站需將運(yùn)行軌道進(jìn)行調(diào)整,先從半徑為2R的圓軌道上的A點(diǎn)(近地點(diǎn))進(jìn)行第一次調(diào)速后進(jìn)人橢圓軌道。當(dāng)空間站經(jīng)過(guò)橢圓軌道B點(diǎn)(遠(yuǎn)地點(diǎn))時(shí),再進(jìn)行第二次調(diào)速后最終進(jìn)人半徑為3R的圓軌道上。若上述過(guò)程忽略空間站質(zhì)量變化及自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響,且每次調(diào)速持續(xù)的時(shí)間很短。

請(qǐng)說(shuō)明空間站在這兩次調(diào)速過(guò)程中,速度大小是如何變化的;

若以無(wú)窮遠(yuǎn)為引力勢(shì)能零點(diǎn),空間站與地球間的引力勢(shì)能為,式中r表示空間站到地心的距離,求空間站為完成這一變軌過(guò)程至少需要消耗多少能量。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)水平放置的固定直圓筒,左右都與大氣相通,內(nèi)部橫截面積為S=0.0lm2。中間用兩個(gè)活塞AB封住一定質(zhì)量的理想氣體。A、B都可以沿圓筒無(wú)摩擦地左右滑動(dòng),但不漏氣。A的質(zhì)量可以不計(jì),B的質(zhì)量為M,并與一個(gè)勁度系數(shù)為5×103N/m的彈簧相連。已知大氣壓強(qiáng)P0=1×105Pa,平衡時(shí),兩個(gè)活塞間的距離L0=0.6m,F(xiàn)在保持溫度不變,用一水平外力F緩慢推活塞A向右移動(dòng)一段距離,系統(tǒng)最終保持靜止,此時(shí)外力大小為200N,求:在此過(guò)程活中活塞A向右移動(dòng)的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,采用如圖甲所示的裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

1)在實(shí)驗(yàn)操作中,下列說(shuō)法中正確的有_____(填序號(hào))。

A.實(shí)驗(yàn)中,若要將砝碼(包括砝碼盤(pán))的重力大小作為小車(chē)所受拉力F的大小,應(yīng)讓砝碼(包括砝碼盤(pán))的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車(chē)質(zhì)量

B.實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源,再釋放小車(chē)

C.每改變一次小車(chē)的質(zhì)量,都需要改變墊入的小木塊的厚度

D.先保持小車(chē)質(zhì)量不變,研究加速度與力的關(guān)系;再保持小車(chē)受力不變,研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系,最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出紙帶的一部分,從比較清晰的點(diǎn)跡起,在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡未標(biāo)出,測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)間的距離。已知所用電源的頻率為50Hz,打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度vB_____m/s,小車(chē)的加速度a_____m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

3)圖丙為研究“在外力一定的條件下,小車(chē)的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象,橫坐標(biāo)m為小車(chē)上砝碼的質(zhì)量。設(shè)圖中直線(xiàn)的斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓第二定律成立,則小車(chē)的質(zhì)量為_____,受到的拉力為_____

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】20185月,中國(guó)成功發(fā)射首顆高光譜分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星——“高分五號(hào)高分五號(hào)軌道離地面的高度約7.0×102km,質(zhì)量約2.8×103kg。已知地球半徑約6.4×103km。則高分五號(hào)衛(wèi)星

A. 運(yùn)行的速度小于7.9km/s

B. 運(yùn)行的加速度大于9.8km/s2

C. 運(yùn)行的線(xiàn)速度小于同步衛(wèi)星的線(xiàn)速度

D. 運(yùn)行的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度

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