8．AB是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道，在下端B與水平直軌相切，如圖所示．一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球自A點(diǎn)起由靜止開始沿軌道下滑．已知圓軌道半徑為R，小球的質(zhì)量為m，不計(jì)各處摩擦．求：
（1）小球下滑到B點(diǎn)時(shí)速度的大��；
（2）小球經(jīng)過圓弧軌道的B點(diǎn)和水平軌道的C點(diǎn)時(shí)，所受軌道支持力FB、FC各是多大？

分析 根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度；根據(jù)牛頓第二定律求出B點(diǎn)的支持力大小，在C點(diǎn)支持力大小等于重力的大小

解答 解：（1）小球從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能守恒，選BC所在水平面為參考平面，則：$mgR=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$             ①
則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為：${v}_{B}=\sqrt{2gR}$
（2）根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，小球在B點(diǎn)時(shí)，有：N-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$，②
  解①②得：NB=3mg
  在C點(diǎn)：Nc=mg．
答：（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為$\sqrt{2gR}$．
（2）小球經(jīng)過圓弧軌道的B點(diǎn)和水平軌道的C點(diǎn)時(shí)，所受軌道支持力NB、NC各是3mg、mg．

點(diǎn)評 本題考查了機(jī)械能守恒定律的基本運(yùn)用，以及掌握圓周運(yùn)動(dòng)靠徑向的合力提供向心力，通過牛頓第二定律求解支持力的大小

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)狀態(tài)c．設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則（　�。�
A．Tb＞Tc，Qab＞QacB．Tb＞Tc，Qab＜QacC．Tb=Tc，Qab＞QacD．Tb=Tc，Qab＜Qac

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．如圖所示，ACB為光滑固定的半圓形軌道，軌道半徑為R，A、B為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn)，AC為$\frac{1}{4}$圓弧，MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小E=$\frac{2mg}{q}$．一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電小球，從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放，并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道．小球運(yùn)動(dòng)過程中電量不變，不計(jì)空氣阻力及一切能量損失，已知重力加速度為g，關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是（　�。�
A．若H=R，則小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零B．若H=2R，則小球到達(dá)B點(diǎn)的速度為零
C．若H=3R，則小球到達(dá)C點(diǎn)的速度$\sqrt{2gR}$D．若 H=4R，則小球到達(dá)B點(diǎn)的速度$\sqrt{2gR}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．已知一顆人造衛(wèi)星在某行星表面上空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t，衛(wèi)星的行程為S，它與行星中心的連線掃過的角度為1rad，那么，衛(wèi)星的環(huán)繞周期為2πt，該行星的質(zhì)量為$\frac{S^3}{{G{t^2}}}$．（設(shè)萬有引力恒量為G）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量m=3kg的物塊A，物塊A放在平臺(tái)B上，通過平臺(tái)B可以控制A的運(yùn)動(dòng)，如圖所示．初始時(shí)A、B靜止，彈簧處于原長．已知彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m，g=10m/s2．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（1）若平臺(tái)B緩慢向下運(yùn)動(dòng)，求：A、B一起豎直下降的最大位移x1．
（2）若平臺(tái)B以a=5m/s2向下勻加速運(yùn)動(dòng)，求：A、B一起勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t及此過程中B對A做的功W．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．關(guān)于粒子的說法，正確的是（　�。�
A．組成陰極射線的帶電粒子是α粒子
B．盧瑟福在利用α粒子轟擊氮原子核的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子
C．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，從金屬表面逸出的粒子是光子
D．查德威克在利用α粒子轟擊鈹原子核的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．如圖所示，M、N兩點(diǎn)有兩等量異種點(diǎn)電荷，a、b、c表示電場中的3條等勢線，b是M、N連線的中垂線，a、c關(guān)于b對稱．點(diǎn)d、e、f、g是以O(shè)為圓心的圓與a、c的交點(diǎn)．已知一帶負(fù)電的試探電荷從d點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)時(shí)，該電荷的電勢能增加．以下判斷正確的是（　�。�
A．M點(diǎn)處放置的是正電荷
B．d點(diǎn)的電勢高于f點(diǎn)的電勢
C．d點(diǎn)的場強(qiáng)與f點(diǎn)的場強(qiáng)相同
D．將帶正電的試探電荷沿直線由d點(diǎn)移動(dòng)到f點(diǎn)，電勢能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

17．為驗(yàn)證小球在自由下落過程中機(jī)械能守恒，某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下操作：
如圖所示，豎直固定一刻度尺，小球最初停在O點(diǎn)，球底端和刻度尺“0”刻度線在同一水平線上．小球由靜止開始下落，用頻閃相機(jī)使底片每三十分之一秒曝光一次，得到小球運(yùn)動(dòng)的照片．選取OA過程驗(yàn)證小球機(jī)械能守恒．
①小球運(yùn)動(dòng)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度大小vA=3.7m/s （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
②下列操作中合理的是AB．
A．相同大小的橡膠球和鐵球中，應(yīng)選用鐵球
B．A點(diǎn)的位置應(yīng)離O點(diǎn)距離適當(dāng)大些
C．小球的位置和下落的高度都必須以小球球心位置確定
D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒就是比較小球O到A過程重力勢能的減小和在A點(diǎn)動(dòng)能是否相等，因此一定要測量小球的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．某實(shí)驗(yàn)小組研究兩個(gè)未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表（內(nèi)阻約為3kΩ）、電流表（內(nèi)阻約為1Ω）、定值電阻等．

（1）使用多用電表粗測元件X的電阻，選擇“×1”歐姆擋測量，示數(shù)如圖（a）所示，讀數(shù)為10Ω．據(jù)此應(yīng)選擇圖中的b（填“b”或“c”）電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）連接所選電路，閉合S；滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)逐漸增大（填“增大”或“減小”）；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓；將元件X換成元件Y，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；
（3）如圖（d）是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U-I圖線，由圖可判斷元件Y（填“X”和“Y”）是非線性元件；
（4）該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻，測量待測電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，電路如圖（e）所示，閉合S1和S2，電壓表讀數(shù)為3.00V；斷開S2，讀數(shù)為1.00V．利用圖（d）可算得E=3.2V．r=0.50Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表）．

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