【題目】如下圖所示的木板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接．在木板的中間有位于豎直面內(nèi)的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為θ.現(xiàn)有10個(gè)質(zhì)量均為m、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直面內(nèi)，此時(shí)1號球球心距它在水平槽運(yùn)動(dòng)時(shí)的球心高度差為h.現(xiàn)撤去力F使小球開始運(yùn)動(dòng)，直到所有小球均運(yùn)動(dòng)到水平槽內(nèi)．重力加速度為g.求：

(1)水平外力F的大�。�

(2)1號球剛運(yùn)動(dòng)到水平槽時(shí)的速度；

(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，2號球?qū)?/span>1號球所做的功．

【答案】(1)10mgtan θ (2) (3)9mgrsin θ

【解析】試題分析：（1）以10個(gè)小球整體為研究對象，受力平衡，根據(jù)平衡條件求解水平外力F的大小；

（2）以1號球?yàn)檠芯繉ο�，下滑過程中只有重力做功，其機(jī)械能守恒，則可求出1號球剛運(yùn)動(dòng)到水平槽時(shí)的速度；

（3）以整體為研究對象，求出所有球滾到水平槽中時(shí)的速度，再對1號球運(yùn)用動(dòng)能定理求解2號球?qū)?/span>1號球所做的功．

解：（1）以10個(gè)小球整體為研究對象，由力的平衡條件可得

Fcosθ=10mgsinθ．

得F=10mgtanθ

（2）以1號球?yàn)檠芯繉ο�，根�?jù)機(jī)械能守恒定律可得

mgh=得v=

（3）撤去水平外力F后，以10個(gè)小球整體為研究對象，利用機(jī)械能守恒定律可得

10mg（h+）=

得 v=

以1號球?yàn)檠芯繉ο�，由�?dòng)能定理得

mgh+W=

得W=9mgrsinθ

答：（1）水平外力F的大小是10mgtanθ；

（2）1號球剛運(yùn)動(dòng)到水平槽時(shí)的速度是；

（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，2號球?qū)?/span>1號球所做的功為9mgrsinθ．

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，在“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，單縫保持豎直方向，濾光片為綠色濾光片（只能透過綠光）。接通電源使光源正常工作。

(1)組裝儀器時(shí)，單縫和雙縫的空間關(guān)系應(yīng)該為________

A．a代表雙縫，b代表單縫

B．a代表單縫，b代表雙縫

C．二者相互平行放置

D．二者相互垂直放置

(2)將綠色濾光片改為紅色濾光片，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則_________。

A．條紋為豎條紋

B．條紋為橫條紋

C．與綠光相比相鄰條紋間距變窄

D．與綠光相比相鄰條紋間距變寬

(3)在實(shí)驗(yàn)中，先取下濾光片，然后在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片，另一縫前放一綠色濾光片，這時(shí)在毛玻璃屏上可以看到的是________。

A．只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失

B．紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的干涉條紋依然存在

C．任何顏色的干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上無任何光亮

(4)目鏡部分的實(shí)驗(yàn)測量裝置如圖所示，兩次將標(biāo)志線分別對準(zhǔn)第1、第4暗條紋中央后，測量結(jié)果如圖所示，此次測量的相鄰條紋間距為________mm。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】投擲標(biāo)槍是運(yùn)動(dòng)會的比賽項(xiàng)目。運(yùn)動(dòng)員將標(biāo)槍持在離地面高的位置，之后有三個(gè)階段：①運(yùn)動(dòng)員與標(biāo)槍--起由靜止加速至速度為；②以的速度為基礎(chǔ)，運(yùn)動(dòng)員經(jīng)的時(shí)間將標(biāo)槍舉高至處，并以的速度將標(biāo)槍擲出；③標(biāo)槍離手后向斜上方向運(yùn)動(dòng)至離地面的最高點(diǎn)后再向斜下方運(yùn)動(dòng)至地面。若標(biāo)槍的質(zhì)量為，離手后的運(yùn)動(dòng)的最大水平距離為。取地面為零勢能參考面，取。下列說法中正確的是（　�。�

A.第①階段中，運(yùn)動(dòng)員對標(biāo)槍做功

B.第①②③階段中，標(biāo)槍獲得的最大動(dòng)能為

C.第①②③階段中，標(biāo)槍的最大機(jī)械能為

D.第②階段中，運(yùn)動(dòng)員對標(biāo)槍做功的平均功率為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的直角支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B，支架兩直角邊長度分別為2L和L，支架可繞固定軸O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)OA處于水平位置，由靜止釋放后（ ）

A.A球的最大速度為2

B.A球的速度最大時(shí)，兩小球的總重力勢能最小

C.A球的速度最大時(shí)，兩直角邊與豎直方向的夾角為45°

D.A、B兩球的最大角速度之比ωA∶ωB=2∶1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圓柱形氣缸豎直放置，質(zhì)量m＝3.0kg，橫截面積S＝1.0×10﹣3m2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁封閉良好，不計(jì)摩擦，不計(jì)活塞和氣缸的厚度。開始時(shí)活塞距氣缸底距離h1＝0.50m，此時(shí)溫度T1＝300K．給氣缸緩慢加熱至T2，活塞上升到距離氣缸底h2＝0.80m處，同時(shí)缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加250J，已知外界大氣壓P0＝1.0×105Pa，取g＝10m/s2．求：

①缸內(nèi)氣體加熱后的溫度T2；

②此過程中缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)圓形框架以豎直的直徑為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在框架上套著兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B，小球A、B到豎直轉(zhuǎn)軸的距離相等，它們與圓形框架保持相對靜止．下列說法正確的是（　�。�

A. 小球A的合力小于小球B的合力

B. 小球A與框架間可能沒有摩擦力

C. 小球B與框架間可能沒有摩擦力

D. 圓形框架以更大的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，小球B受到的摩擦力一定增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某小組利用圖（a）所示的電路，研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關(guān)系，圖中V1和V2為理想電壓表；R為滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻（阻值100Ω）；S為開關(guān)，E為電源。實(shí)驗(yàn)中二極管置于控溫爐內(nèi)，控溫爐內(nèi)的溫度t由溫度計(jì)（圖中未畫出）測出。圖（b）是該小組在恒定電流為50.0μA時(shí)得到的某硅二極管U-t關(guān)系曲線�；卮鹣铝袉栴}：

（1）實(shí)驗(yàn)中，為保證流過二極管的電流為50.0μA，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表V1的示數(shù)為U1=____mV（保留三位有效數(shù)字）；根據(jù)圖（b）可知，當(dāng)控溫爐內(nèi)的溫度t升高時(shí)，硅二極管正向電阻_____（填“變大”或“變小”），電壓表V1示數(shù)_____（填“增大”或“減小”），此時(shí)應(yīng)將R的滑片向_____（填“A”或“B”）端移動(dòng)，以使V1示數(shù)仍為U1。

（2）圖（b）可以看出U與t成線性關(guān)系，硅二極管可以作為測溫傳感器，該硅二極管的測溫靈敏度為=_____（保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場，其上下水平邊界的間距為H；磁場的正上方有一長方形導(dǎo)線框，其長和寬分別為L、，質(zhì)量為m，電阻為�，F(xiàn)將線框從其下邊緣與磁場上邊界間的距離為h處由靜止釋放，測得線框進(jìn)入磁場的過程所用的時(shí)間為。線框平面始終與磁場方向垂直，線框上下邊始終保持水平，重力加速度為。求：

(1)線框下邊緣剛進(jìn)入磁場時(shí)線框中感應(yīng)電流的大小和方向；

(2)線框的上邊緣剛進(jìn)磁場時(shí)線框的速率；

(3)線框下邊緣剛進(jìn)入磁場到下邊緣剛離開磁場的全過程中產(chǎn)生的總焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平板車A放在光滑的水平地面上，其上表面與斜面底端的一段小圓弧平滑連接。一小物塊從斜面上某一位置由靜止釋放，物塊滑上A車后恰好不從其右端滑出。已知斜面的傾角θ=37°，物塊與斜面、物塊與平板車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ=0.5，物塊與平板車的質(zhì)量相等，平板車長L=1m，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)物塊在斜上運(yùn)動(dòng)加速度a的大小；

(2)物塊滑上小車時(shí)速度vo的大小；

(3)物塊從靜止釋放到斜面底端的距離s。

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