在天津市科技館中，有一個(gè)模擬萬(wàn)有引力的裝置。在如上圖所示的類似錐形漏斗固定的容器中，有兩個(gè)小球在該容器表面上繞漏斗中心軸做水平圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行能形象地模擬了太陽(yáng)系中星球圍繞太陽(yáng)的運(yùn)行。圖2為示意圖，圖3為其模擬的太陽(yáng)系運(yùn)行圖。圖1中離中心軸的距離相當(dāng)于行星離太陽(yáng)的距離。則：

（1）在圖3中，設(shè)行星A1和B1離太陽(yáng)距離分別為r1和r2，求A1和B1運(yùn)行速度大小之比。
（2）在圖2中，若質(zhì)量為m的A球速度大小為v，在距離中心軸為x1的軌道面上旋轉(zhuǎn)，由于受到微小的摩擦阻力，A球繞軸旋轉(zhuǎn)同時(shí)緩慢落向漏斗中心。當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到距離中心軸為x2的軌道面時(shí)，兩軌道面之間的高度差為H。請(qǐng)估算此過(guò)程中A球克服摩擦阻力所做的功。
(1)；(2) Wf＝mgH-

試題分析: （1）設(shè)A1和B2的質(zhì)量分別為m1和m2，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律
         解得  
設(shè)小球距離中心軸x2的軌道面運(yùn)動(dòng)的速度為v′，由于小球的運(yùn)動(dòng)模擬行星運(yùn)動(dòng)，有
根據(jù)動(dòng)能定理：mgH ?Wf＝-聯(lián)立解得：Wf＝mgH-
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，三個(gè)完全相同的半圓形光滑軌道豎直放置，分別處在真空、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，軌道兩端在同一高度上。三個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從軌道左端最高點(diǎn)由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng)，P、M、N分別為軌道的最低點(diǎn)，如圖所示，則下列有關(guān)判斷正確的是
 
A．小球第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度關(guān)系vP=vM>vN
B．小球第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí) 對(duì)軌道的壓力關(guān)系FP=FM＞FN
C．小球從開始運(yùn)動(dòng)到第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)所用的時(shí)間關(guān)系tP<tM<tN
D．三個(gè)小球到達(dá)軌道右端的高度都不相同，但都能回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn)位置

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)分布在正方形ABCD區(qū)域內(nèi)，M、N分別為AB邊和BC邊的中點(diǎn)。一個(gè)具有初動(dòng)能E0的帶電粒子射入電場(chǎng)（沿紙面運(yùn)動(dòng)）。如果帶電粒子從M點(diǎn)垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后，恰好從D點(diǎn)離開電場(chǎng)。帶電粒子從D點(diǎn)離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為________；如果帶電粒子從N點(diǎn)垂直于BC邊方向射入電場(chǎng)，它離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為__________。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（12）如圖所示，同一豎直線上的A、B兩點(diǎn)，固定有等量的異種點(diǎn)電荷，電荷量為q，正、負(fù)如圖所示，△ABC為一等邊三角形(邊長(zhǎng)為L(zhǎng))，CD為AB邊的中垂線，且與右側(cè)豎直光滑圓弧軌道的最低點(diǎn)C相切，已知圓弧的半徑為R，現(xiàn)把質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))由圓弧的最高點(diǎn)M靜止釋放，到最低點(diǎn)C時(shí)速度為v0.已知靜電力常量為k，現(xiàn)取D為電勢(shì)零點(diǎn)，求：

(1)小球在C點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的大小和方向；
(2)在等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，M點(diǎn)的電勢(shì)φM.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（15分）《憤怒的小鳥》是一款時(shí)下非常流行的游戲，故事也相當(dāng)有趣，如圖甲，為了報(bào)復(fù)偷走鳥蛋的肥豬們，鳥兒以自己的身體為武器，如炮彈般彈射出去攻擊肥豬們的堡壘。某班的同學(xué)們根據(jù)自己所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行假設(shè)；小鳥被彈弓沿水平方向彈出，如圖乙所示。(取重力加速度g＝10 m/s2)

(1)若h1＝3.6 m，l1＝2.4 m，h2＝1.8 m，要使小鳥飛出能直接打中肥豬的堡壘，小鳥飛出去的初速度應(yīng)多大？
(2)如果小鳥彈出后，先掉到平臺(tái)上(此時(shí)小鳥距拋出點(diǎn)的水平距離為l2)，接觸平臺(tái)瞬間豎直速度變?yōu)榱悖剿俣炔蛔�，小鳥在平臺(tái)上滑行一段距離后，若要打中肥豬的堡壘，小鳥和平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ與小鳥彈出時(shí)的初速度v0應(yīng)滿足什么關(guān)系(用題中所給的符號(hào)h1、l1、h2、l2、g表示)?

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩個(gè)相同的帶等量正電的圓環(huán)正對(duì)放置，電荷均勻分布，O1O2為兩圓心的連線，P為O1O2的中點(diǎn)。一質(zhì)量為m、帶電量為－q（q>0）的點(diǎn)電荷以初速度從O1點(diǎn)沿O1O2方向射出，恰能到達(dá)P點(diǎn)．不計(jì)重力，點(diǎn)電荷－q克服電場(chǎng)力做的功為W。若將－q換成+q，質(zhì)量不變，仍以初速度從O2點(diǎn)沿O2O1方向射出，點(diǎn)電荷+q到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小為， 則(    )
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為θ的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段長(zhǎng)為3L．有若干個(gè)相同的小方塊沿斜面靠在一起，但不粘接，總長(zhǎng)為L(zhǎng)．將它們由靜止釋放，釋放時(shí)下端距A為2L．當(dāng)下端運(yùn)動(dòng)到A下面距A為L(zhǎng)/2時(shí)物塊運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大．（單獨(dú)研究一個(gè)小方塊時(shí)可將其視為質(zhì)點(diǎn)）

① 求物塊與粗糙斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)；
② 求物塊停止時(shí)的位置；
③ 要使所有物塊都能通過(guò)B點(diǎn)，由靜止釋放時(shí)物塊下端距A點(diǎn)至少要多遠(yuǎn)？　

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一輕繩繞過(guò)無(wú)摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪O1、O2分別與質(zhì)量均為m的小滑塊P和小球Q連接。已知光滑直桿兩端固定且與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，桿與水平面的夾角為θ，直桿上C點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度。設(shè)直桿足夠長(zhǎng)，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)與其他物體相碰。現(xiàn)將小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放，在其下滑過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是  （   ）
A．小滑塊P的動(dòng)能先增加后減小
B．小滑塊P的機(jī)械能先減小后增加
C．小球Q的動(dòng)能先增加后減小
D．小球Q的機(jī)械能先增加后減小

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（14分）如圖裝置，AB段為傾角為37°的粗糙斜面，動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.25，BC、CE段光滑，CD為一光滑的圓形軌道，半徑R="0." 32m，物體在C點(diǎn)能順利進(jìn)出圓形軌道而不損失機(jī)械能。EF為一逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶，動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.2�，F(xiàn)從AB面上距地面H處輕輕放上一質(zhì)量m=1kg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）。物塊經(jīng)過(guò)CD軌道后滑向傳送帶。取，sin370=0.6,cos370=0.8。

1、現(xiàn)將物體從H=2.7m處釋放，求①第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小，②第一次經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
2、若傳送帶的速度為v=5m/s。物體仍從H=2.7m處釋放，試計(jì)算說(shuō)明物體能否兩次通過(guò)最高點(diǎn)D？若能通過(guò)，請(qǐng)計(jì)算第二次通過(guò)最高點(diǎn)D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
3、若傳送帶速度大小可在釋放物塊前預(yù)先調(diào)節(jié)。將物體從H=2.7m處釋放，從釋放到第二次進(jìn)入圓軌道過(guò)程的過(guò)程中，試分析物塊和各接觸面摩擦至少要產(chǎn)生多少熱量才能保證物體能夠兩次到達(dá)D點(diǎn)？
4、現(xiàn)將傳送帶速度調(diào)節(jié)至一足夠大速度值，將物體從AB某處釋放后，第10次進(jìn)入圓軌道時(shí)仍不脫離圓軌道，試分析釋放物塊的高度有何要求？

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同步練習(xí)冊(cè)答案