如圖所示，一質(zhì)量m1=0.2kg的小球，從光滑水平軌道上的一端A處，以v1=2.5m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)．軌道的另一端B處固定放置一豎直光滑半圓環(huán)軌道（圓環(huán)半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多），軌道的半徑R=10cm，圓環(huán)軌道的最低點(diǎn)與水平軌道相切；空中有一固定長(zhǎng)為15cm的木板DF，F(xiàn)在軌道最高點(diǎn)C的正下方，豎直距離為5cm．水平軌道的另一端B處有一質(zhì)量m2=0.2kg的小球，m1、m2兩小球在B處發(fā)生的是完全彈性碰撞，重力加速度為g=10m/s2，求：

（1）經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，小球m2對(duì)軌道的作用力的大小及方向？

（2）m2小球打到木板DF上的位置？


考點(diǎn)：

動(dòng)量守恒定律；牛頓第二定律；牛頓第三定律；機(jī)械能守恒定律．版權(quán)所有

專題：

動(dòng)量與動(dòng)能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律綜合．

分析：

（1）在B處m1與m2發(fā)生的是完全彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律即可求解碰撞后B球的速度，由B到C的過(guò)程，根據(jù)機(jī)械能守恒，求出C點(diǎn)速度，再根據(jù)向心力公式即可求解；

（2）小球從C飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律即可求解．

解答：

解：（1）在B處m1與m2發(fā)生的是完全彈性碰撞，有

m1v1=m1v1′+m2v2′①

m1v12=m1v1′2+m2v2′2   ②

  由①②式解得：

v1′=0，v2′=v1=2.5m/s

由B到C的過(guò)程，機(jī)械能守恒，有

m2v2′2=m2g2R+m2vC2帶入數(shù)據(jù)得：vC=1.5m/s

在C點(diǎn)對(duì)m2，根據(jù)向心力公式得：

m2g+N=m2

帶入數(shù)據(jù)解得：N=2.5N

據(jù)牛頓第三定律知：小球?qū)壍赖淖饔昧Υ笮?.5N，方向豎直向上；

（2）小球從C飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，有

vC=

帶入數(shù)據(jù)解得：x=0.15m=15cm，所以物體剛好落在木板的D點(diǎn)上．

答：（1）經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，小球m2對(duì)軌道的作用力大小為2.5N，方向豎直向上；

（2）m2小球打到木板DF上的D點(diǎn)．

點(diǎn)評(píng)：

本題主要考查了動(dòng)量守恒、平拋運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒定律、向心力公式及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，難度適中．題中因m1與m2發(fā)生的是完全彈性碰撞，所以碰撞后兩球交換速度．

　

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：


用一根細(xì)線一端系一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在一光滑圓錐頂上，如圖所示，已知θ=37°，線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.5m，小球的質(zhì)量為m=2kg，求：

（1）當(dāng)錐面對(duì)小球的支持力剛好為零時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為多少？

（2）設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω，細(xì)線的張力為FT，推導(dǎo)出FT隨ω變化的關(guān)系式并定性畫出FT隨ω2變化的圖象（sin37°=0.6，cos37°=0.8；g取10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


有一段圓弧形坡道，如圖所示，若將同一輛車先后停放在a點(diǎn)和b點(diǎn)，下述分析和比較正確的是（　�。�

　

A．

車在a點(diǎn)受坡道的支持力大于在b點(diǎn)受的支持力

　

B．

車在a點(diǎn)受坡道的摩擦力大于在b點(diǎn)受的摩擦力

　

C．

車在a點(diǎn)受到的合外力大于在b點(diǎn)受的合外力

　

D．

車在a點(diǎn)受的重力的下滑分力大于在b點(diǎn)受的重力的下滑分力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


關(guān)于電勢(shì)和電勢(shì)能的關(guān)系，下列各種說(shuō)法中正確的是（　�。�

　

A．

某點(diǎn)電勢(shì)高，說(shuō)明該點(diǎn)電勢(shì)能大

　

B．

某點(diǎn)電勢(shì)高，說(shuō)明該點(diǎn)電場(chǎng)做功本領(lǐng)強(qiáng)

　

C．

若帶電粒子在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能減少，則電勢(shì)一定降低

　

D．

負(fù)電荷在電場(chǎng)中無(wú)初速度，只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，電勢(shì)能一定減少，同時(shí)它一定是從電勢(shì)低處移向電勢(shì)高處

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一個(gè)正電荷在電場(chǎng)中沿某一電場(chǎng)線由M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，在此過(guò)程中有可能的是（　�。�

　

A．

電場(chǎng)力的大小不斷變大

B．

電場(chǎng)力的大小保持不變

　

C．

電荷克服電場(chǎng)力做功

D．

電荷的電勢(shì)能不斷變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


兩個(gè)相同的金屬小球，帶電量之比為1：5，當(dāng)它們相距r時(shí)的相互作用力為F1．若把它們互相接觸后再放回原處，它們的相互作用力變?yōu)镕2，則之值可能為（　�。�

　

A．

5：1

B．

5：9

C．

5：4

D．

5：8

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


在靜電場(chǎng)中的某一點(diǎn)A放一個(gè)試探電荷q=﹣1×10﹣10C，q 受到的電場(chǎng)力為1×10﹣8N，方向向左，則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小　100N/C　和方向　向右�。蝗绻麖腁點(diǎn)取走q，A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為　100N/C　，將一個(gè)q=2×10﹣10C試探正電荷放在離球心60cm處的A點(diǎn)，所受的電場(chǎng)力為　2×10﹣8N�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


板間距為d的平等板電容器所帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為U1，板間場(chǎng)強(qiáng)為E1．現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)?img src='http://thumb.zyjl.cn/pic1/files/down/test/2015/05/20/20/2015052020132782543015.files/image027.gif'>d，其他條件不變，這時(shí)兩極板間電勢(shì)差U2，板間場(chǎng)強(qiáng)為E2，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

　

A．

U2=U1，E2=E1

B．

U2=2U1，E2=4E1

　

C．

U2=U1，E2=2E1

D．

U2=2U1，E2=2E1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示，A、B是兩水平放置的足夠長(zhǎng)的平行金屬板，組成偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)電場(chǎng)，B板接地．A板電勢(shì)φA隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，C、D兩平行金屬板豎直放置，中間有正對(duì)兩孔O1′和O2，兩板間電壓為U2，組成減速電場(chǎng)．現(xiàn)有一帶負(fù)電粒子在t=0時(shí)刻以一定初速度沿AB兩板間的中軸線O1O1′進(jìn)入，并能從O1′沿O1′O2進(jìn)入C、D間，剛好到達(dá)O2孔，已知帶電粒子帶電荷量為﹣q，質(zhì)量為m，不計(jì)其重力．求：

（1）該粒子進(jìn)入A、B的初速度v0的大��；

（2）A、B兩板間距的最小值和A、B兩板長(zhǎng)度的最小值．

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