【題目】如圖所示,兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)管道ABC豎直放置,且固定在光滑水平面上,圓心連線O1O2水平。輕彈簧左端固定在豎直擋板上,右端與質(zhì)量為m的小球接觸不拴接,小球的直徑略小于管的內(nèi)徑,長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距離為R。開始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài),具有的彈性勢(shì)能為3mgR,其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定,小球離開彈簧后進(jìn)入管道,最后從C點(diǎn)拋出。

1求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能和小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力。

2討論彈簧鎖定時(shí)彈性勢(shì)能滿足什么條件,從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE。

【答案】1mgR;mg,方向向下;2

【解析】

試題分析:1解除彈簧鎖定后小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程,彈簧和小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒,

由機(jī)械能守恒定律得:3mgR=2mgR+Ek,解得:Ek=mgR;

小球過C時(shí)的動(dòng)能:Ekmv2,

設(shè)小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為F,

由牛頓第二定律得:,

解得:F=mg,方向向下;

2小球離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),

豎直方向:2Rgt2,

水平方向:x1=v1t,

若要小球擊中薄板,應(yīng)滿足:R≤x1≤2R,

彈簧的彈性勢(shì)能:EP=2mgR+mv12,

彈性勢(shì)能EP滿足:時(shí),小球才能擊中薄板;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】炮彈在空中高速飛行時(shí)能擊中目標(biāo),這時(shí)利用了炮彈的能,彎折的竹子具有能 , 三峽大壩抬高了水位可以用來發(fā)電,這時(shí)利用了水的能 .

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【題目】如圖,質(zhì)量為m1的長(zhǎng)木板放在水平地面上,與地面間的動(dòng)摩擦因素為μ1,質(zhì)量為m2的木塊放在木板上,與木板間的動(dòng)摩擦因素為μ2,加水平拉力F拉木塊,木塊沿木板運(yùn)動(dòng),而木板保持靜止.這時(shí)木板受地面間的摩擦力大小為( )

A. μ2m2g B. μ1m1g C. F D. μ1(m1+m2)g

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【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)L=02m的正方形線圈abcd,其匝數(shù)n=l0,總電阻r=2Ω,外電路的電阻R=8Ω,ab邊的中點(diǎn)和cd邊的中點(diǎn)的連線OO′ 恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,若線圈從圖示位置開始計(jì)時(shí),以角速度ω=2rad/sOO′ 軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。則以下判斷中正確的是

A. s時(shí)刻,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B. 閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為E=08sin2t

C. t=0時(shí)到s時(shí)刻,通過電阻R的電量q=002C

D. t=0時(shí)到s時(shí)刻,電阻R上產(chǎn)生的熱量為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn);氣墊導(dǎo)軌裝置如圖a所示,所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通人壓縮空氣,壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上,如圖b所示,這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。

滑塊1右端安有撞針,滑塊2左端粘有橡皮泥。

1下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟:

①安裝好氣墊導(dǎo)軌,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導(dǎo)軌水平;

②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣;

③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器越過彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí),紙帶始終在水平方向;

④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩;

⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間;

⑥先 ,然后 ,讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng),與滑塊2相撞并合在一起共同運(yùn)動(dòng);

⑦取下紙帶,重復(fù)步驟④⑤⑥,選出較理想的紙帶如下圖所示:

⑧測(cè)得滑塊1包括撞針的質(zhì)量為310g,滑塊2包括橡皮泥的質(zhì)量為205g;試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。

2已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔002 s打一個(gè)點(diǎn),計(jì)算可知,兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為 kg·m/s;兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為 kg·m/s保留三位有效數(shù)字。

3試說明2問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B兩塊帶異號(hào)電荷的平行金屬板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),一電子以v0=4×106 m/s的速度垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向沿中心線由O點(diǎn)射入電場(chǎng),從電場(chǎng)右側(cè)邊緣C點(diǎn)飛出時(shí)的速度方向與v0方向成30°的夾角已知電子電荷量e=16×10-19 C,電子質(zhì)量m=091×10-30 kg.(電子重力忽略不計(jì)

求:

1電子在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少焦耳?結(jié)果保留兩位有效數(shù)字

2O、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小是多少伏特? 結(jié)果保留三位有效數(shù)字

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【題目】為紀(jì)念中國航天事業(yè)的成就,發(fā)揚(yáng)航天精神,自2016年起,將每年的424日設(shè)立為中國航天日.在46年前的這一天,中國第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功.若該衛(wèi)星運(yùn)行軌道與地面的最近距離為h1,最遠(yuǎn)距離為h2.已知地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,引力常量為G,根據(jù)以上信息不可求出的物理量有( )

A. 地球的質(zhì)量

B. 月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

C. 中國第一顆人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期

D. 月球表面的重力加速度

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【題目】如圖所示,彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個(gè)質(zhì)量為m(m<M)的小球從槽高h(yuǎn)處開始自由下滑,下列說法正確的是(

A.在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,小球和槽的水平方向動(dòng)量始終守恒

B.在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功

C.全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,且水平方向動(dòng)量守恒

D.被彈簧反彈后,小球和槽的機(jī)械能守恒,但小球不能回到槽高h(yuǎn)處

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【題目】某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),如圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行,這時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為W,當(dāng)用2條、3條……,完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致。每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。

(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和___________________

(2)木板傾斜的目的是為了__________________________________。

(3)若木板水平放置,小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車速度最大時(shí),關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說法正確的是____

A.橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)

B.橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

C.小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處

(4)在正確操作情況下,打在紙帶上的點(diǎn),并不都是均勻的,為了測(cè)量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的__________________部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)上面所示的紙帶回答,填入相應(yīng)段的字母)。

(5)若Wv2圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜的直線,則說明___________________。

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