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（12分）如圖所示是一個模擬風洞中的實驗，空氣壓縮機在風洞可形成豎直向上的均勻氣流。將一質量m=2kg的圓球套在與水平面成37°角的細直桿上，直桿固定不動，球內壁與桿間動摩擦因數μ=0.5，將此裝置置于風洞中，氣流可對球施加豎直向上的恒力F，某時刻由靜止釋放小球，經t=1s，小球通過的位移為S=0.5m．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求小球運動的加速度大�。�
（2）求恒力F的大��；
（3）求運動1s內，小球機械能的變化量ΔE；

（1）1 m/s2  （2） 10N或30N  （3）-5J或7J

解析試題分析：（1）小球做勻加速運動，
（2）若小球向下運動，F1＜mg，由牛頓第二定律：

代入數據解得：F1=10N
若小球向上運動，F1>mg，由牛頓第二定律：

代入數據解得：F2=30N
（4）若小球沿桿向下運動，，
根據功能關系
若小球沿桿向上運動，，
根據功能關系
考點：本題考查牛頓運動定律、功能關系

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，POQ是折成60°角的固定于豎直平面內的光滑金屬導軌，導軌關于豎直軸線對稱，OP＝OQ＝L．整個裝置處在垂直導軌平面向里的足夠大的勻強磁場中，磁感應強度隨時間變化規(guī)律為B＝B0－kt(其中k為大于0的常數)．一質量為m、長為L、電阻為R、粗細均勻的導體棒鎖定于OP、OQ的中點a、b位置．當磁感應強度變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/16/c/13dy73.png" style="vertical-align:middle;" />B0后保持不變，同時將導體棒解除鎖定，導體棒向下運動，離開導軌時的速度為v．導體棒與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計，重力加速度為g．求導體棒：

⑴解除鎖定前回路中電流的大小及方向；
⑵滑到導軌末端時的加速度大�。�
⑶運動過程中產生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=0.30m．導軌電阻忽略不計，其間接有定值電阻R=0.40導軌上停放一質量為m="0.10" kg、電阻r="0.20" 的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下．利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始做勻加速直線運動，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，電腦屏幕描繪出U隨時間t的關系如圖乙所示．求：
（1）金屬桿加速度的大�。�
（2）第2s末外力的瞬時功率，

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）如圖裝置中繩子質量，滑輪質量及摩擦均不計，兩物體質量分別為m1=m，m2=4m，m1下端通過勁度系數為k的輕質彈簧與地面相連。

①系統(tǒng)靜止時彈簧處于什么狀態(tài)？形變量Δx為多少？
②用手托住m2，讓m1靜止在彈簧上，繩子繃直，但無拉力，然后放手，m1、m2會上下做簡諧振動，求：m1、m2運動的最大速度分別為多大？
③在②問的情況下，當m2下降到最低點，m1上升到最高點時，求：此時m1、m2的加速度的大小各為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

真空中存在空間范圍足夠大的水平向右的勻強電場。在電場中，若將一個質量為m=0.1kg、帶正電的小球由靜止釋放，運動中小球速度與豎直方向夾角為37°。現將該小球從電場中某點以初速度v0=10m/s豎直向上拋出，（取sin37°＝0.6，cos37°="0.8" ，g=10m/s2）求運動過程中：
（1）小球受到的電場力的大小及方向；
（2）小球從拋出點至最高點的過程中水平位移為多大？
（3）小球從拋出點至最高點的過程中電勢能的變化量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）中國載人航天史上的首堂太空授課，2013年6月20日上午10時開講。神舟十號航天員在天宮一號開展基礎物理實驗，為全國青少年進行太空授課；女宇航員王亞平向同學們提出了如何測質量的問題，大家知道質量可以用天平測量，可是在宇宙空間怎樣測量物體的質量呢？如圖所示是采用動力學方法測量空間站質量的原理圖．若已知雙子星號宇宙飛船的質量為3200kg，其尾部推進器提供的平均推力為900 N，在飛船與空間站對接后，推進器工作8 s測出飛船和空間站速度變化是1.0 m/s.則：

(1)空間站的質量為多大？
(2)在8 s內飛船對空間站的作用力為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，將直徑為2R的半圓形導軌固定在豎直面內的A、B兩點，直徑AB與豎直方向的夾角為60°。在導軌上套一質量為m的小圓環(huán)，原長為2R、勁度系數的彈性輕繩穿過圓環(huán)且固定在A、B兩點。已知彈性輕繩滿足胡克定律，且形變量為x時具有彈性勢能，重力加速度為g，不計一切摩擦。將圓環(huán)由A點正下方的C點靜止釋放，當圓環(huán)運動到導軌的最低點D點時，求

（1）圓環(huán)的速率v；
（2）導軌對圓環(huán)的作用力F的大小?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，一光滑絕緣圓管軌道位于豎直平面內，半徑為0.2m。以圓管圓心O為原點，在環(huán)面內建立平面直角坐標系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強電場，其他象限加垂直于環(huán)面向外的勻強磁場。一帶電量為+1.0C、質量為0.1kg的小球（直徑略小于圓管直徑），從x坐標軸上的b點由靜止釋放，小球剛好能順時針沿圓管軌道做圓周運動。（重力加速度g取10m/s2）

（1）求勻強電場的電場強度E；
（2）若第二次到達最高點a時，小球對軌道恰好無壓力，求磁感應強度B ；
（3）求小球第三次到達最高點a時對圓管的壓力。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，位于豎直平面內的1/4光滑圓弧軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，B處切線水平，圓弧軌道上端A點距地面高度為H，質量為m的小球從A點由靜止釋放，最后落在地面C點處，不計空氣阻力，求：

（1）小球剛運動到B點時，對軌道的壓力是多少?
（2）小球落地點C到B的水平距離S為多少?
（3）比值R/H為多少時，小球落地點C與B的水平距離S最遠?該水平距離的最大值是多少（用H表示）?

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