【題目】如圖所示,左側(cè)豎直墻面上固定不計為R=0.3m的光滑半圓環(huán),右側(cè)豎直墻面上與圓環(huán)的圓心O等高處固定一光滑直桿。質(zhì)量為ma=2kg的小球a套在半圓環(huán)上,質(zhì)量為mb=1kg的滑塊b套在直桿上,二者之間用長為l=0.4m的輕桿通過兩鉸鏈連接,F(xiàn)將a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放,使a沿圓環(huán)自由下滑,不計一切摩擦,a、b均視為質(zhì)點,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)小球a滑到與圓心O等高的P點時速度的大。

(2)小球aP點下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點的過程中,桿對滑塊b做的功;

(3)小球aP點下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點時,小球a與滑塊b的速度之比.

【答案】(1);(2);(3)0.8.

【解析】

(1) 當(dāng)a滑到與O同高度P點時,a的速度v沿圓環(huán)切線向下,b的速度為零,由機械能守恒定律可得

解得

代入數(shù)據(jù)解得

(2) (3)桿與圓相切時,如圖所示,a的速度沿桿方向,設(shè)此時b的速度為vb,根據(jù)桿不可伸長和縮短,有

va=vbcosθ

由幾何關(guān)系可得

解得

在圖中,球a下降的高度 h=Rcosθ,a、b系統(tǒng)機械能守恒,則有

對滑塊b,由動能定理得

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B0.5T.在勻強磁場區(qū)域內(nèi),有一對光滑平行金屬導(dǎo)軌,處于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌足夠長,導(dǎo)軌間距L1m,電阻可忽略不計。質(zhì)量均為mlkg,電阻均為R2.的金屬導(dǎo)體棒MNPQ垂直放置于導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好。先將PQ暫時鎖定,金屬棒MN在垂直于棒的拉力F作用下,由靜止開始以加速度a0.4m/s2向右做勻加速直線運動,5s后保持拉力F的功率不變,直到棒以最大速度vm做勻速直線運動.

(1)求棒MN的最大速度vm;

(2)當(dāng)棒MN達到最大速度vm時,解除PQ鎖定,同時撤去拉力F,兩棒最終均勻速運動.求解除PQ棒鎖定后,到兩棒最終勻速運動的過程中,電路中產(chǎn)生的總焦耳熱.

(3)若PQ始終不解除鎖定,當(dāng)棒MN達到最大速度vm時,撤去拉力F,棒MN繼續(xù)運動多遠后停下來?(運算結(jié)果可用根式表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來探究牛頓第二定律,實驗時將拉力傳感器固定在水平放置的木板上,與細線相連,細線繞過定滑輪與水瓶相連,調(diào)節(jié)滑輪的高度,使細線平行于桌面。已知木板與桌面間的滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。

①將質(zhì)量為m0的木板右端移至與標識線MN對齊,在水瓶中加水直到木板剛要滑動時計下此時傳感器的示數(shù)F0,再加一定量的水,當(dāng)拉力傳感器示數(shù)為F1時釋放木板,記錄木板右端運動到與MN間距為LPQ處所用時間t,為減小誤差,多次測量取時間的平均值t,由此可知木板運動的加速度a=________。

②改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗,確定加速度a與拉力傳感器示數(shù)F1的關(guān)系。下列圖像能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是________

③在保持m0一定的情況下,通過改變水瓶中水的質(zhì)量來改變外力,與用鉤碼拉動小車相比較,其優(yōu)點是________。

A.可以改變滑動摩擦力的大小

B.可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)

C.可以比較精確地測出滑動摩擦力的大小

D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度

④保持水瓶中水的質(zhì)量一定時,通過在木板上疊放重物來改變其質(zhì)量,這種情況下________(不能”)探究am0的關(guān)系。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,PQ為水平面內(nèi)帶等量同種正電的固定點電荷,MNP、Q連線豎直方向上的垂直平分線上的兩點,且MN關(guān)于P、Q連線對稱。一個帶負電的粒子,在M點以一定的初速度射出,若粒子僅受電場力的作用,則下列說法正確的是( 。

A.若粒子沿中垂線向下射出,粒子在N點的速度大小與在M點的速度大小相等

B.若粒子沿中垂線向下射出,粒子在N點的加速度與在M點的加速度相同

C.若粒子沿中垂線向上射出,粒子向上運動的過程加速度一定越來越小,電勢能一定越來越大

D.若粒子垂直中垂線射出,粒子運動過程中的電勢能可能保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】回旋加速器D形盒中央為質(zhì)子流,D形盒的交流電壓為U2×104V,靜止質(zhì)子經(jīng)電場加速后,進入D形盒,其最大軌道半徑R1m,磁場的磁感應(yīng)強度B0.5T,質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×1027kg,電量為1.6×1019C,問:

(1)質(zhì)子最初進入D形盒的動能多大?

(2)質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動能多大?

(3)交流電源的頻率是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有一組同學(xué)對溫度計進行了專題研究.他們通過查閱資料得知17世紀時伽利略曾設(shè)計過一個溫度計,其結(jié)構(gòu)為:一麥稈粗細的玻璃管,一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連,另一端豎直插在水槽中,并使玻璃管內(nèi)吸入一段水柱.根據(jù)管中水柱高度的變化可測出相應(yīng)的溫度.為了研究“伽利略溫度計”,同學(xué)們按照資料中的描述自制了如圖所示的測溫裝置,圖中A為一小塑料瓶,B為一吸管,通過軟木塞與A連通,管的下端豎直插在大水槽中,使管內(nèi)外水面有一高度差h,然后進行實驗研究:

1)在不同溫度下分別測出對應(yīng)的水柱高度h,記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示.

溫度

17

19

21

23

25

27

高度

30.0

24.9

19.7

14.6

9.4

4.2

5.1

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算相鄰兩次測量水柱的高度差,并填入表內(nèi)的空格.由此可得結(jié)論:①當(dāng)溫度升高時,管內(nèi)水柱高度h___________(選填“變大”“變小”或“不變”).②水柱高度h隨溫度的變化而_________(選填“均勻”或“不均勻”)變化.試從理論上分析并證明結(jié)論②的正確性(提示:管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強遠遠小于1個標準大氣壓).______________

2)通過實驗,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用“伽利略溫度計”來測溫度,還存在一些不足之外,其中主要的不足之處有:

_______________________________

______________________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,這是一個研究光電效應(yīng)的電路圖,下列敘述中正確的是( 。

A.保持光照條件不變,滑片P向右滑動的過程中,電流表示數(shù)將一直增大

B.只調(diào)換電源的極性,移動滑片P,當(dāng)電流表示數(shù)為零時,電壓表示數(shù)為遏止電壓Uc的數(shù)值

C.陰極K需要預(yù)熱,光束照射后需要一定的時間才會有光電流

D.不改變光束顏色和電路,增大入射光束強度,電流表示數(shù)會增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為內(nèi)壁光滑的半球形凹槽M,O為球心,∠AOB60°OA水平,小物塊在與水平方向成45°角的斜向上的推力F作用下靜止于B處。在將推力F沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平方向的過程中裝置始終靜止,則( )

A.M槽對小物塊的支持力逐漸減小

B.M槽對小物塊的支持力先減小后增大

C.推力F先減小后增大

D.推力F逐漸增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在坐標系xOy內(nèi)有一等腰直角三角形,其頂點坐標分別為(0,0),(0,d),(d,0),三角形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。x軸下方有沿y軸負方向的勻強電場,電場強度大小為E。一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的粒子從y軸上的P點由靜止釋放,粒子第一次進入磁場后恰好不能從等腰直角三角形的斜邊射出,不計粒子重力。

1)求P點坐標。

2)若改變P點縱坐標,使粒子由P點靜止釋放后能沿垂直于等腰直角三角形斜邊的方向射出磁場,求P點坐標及粒子射出磁場前的運動時間。

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同步練習(xí)冊答案