【題目】如圖所示,傾角為α的光滑斜面與半徑為R=0.4 m半圓形光滑軌道在同一豎直平面內(nèi),其中斜面與水平面BE光滑連接,水平面BE長為L=0.4 m,直徑CD沿豎直方向,C、E可看做重合。現(xiàn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從斜面上距B點(diǎn)豎直距離為H的地方由靜止釋放,小球在水平面上所受阻力為其重力的。(g=10 m/s2)求:

(1)若要使小球經(jīng)E處水平進(jìn)入圓形軌道且能沿軌道運(yùn)動(dòng),H至少要有多高?

(2)如小球恰能沿軌道運(yùn)動(dòng),那么小球在水平面DF上能滑行多遠(yuǎn)?

【答案】(1) (2)5m

【解析】

(1)小球從光滑斜面軌道下滑,機(jī)械能守恒,設(shè)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,則

mgH=mv2

因?yàn)樾∏蛟谒矫嫠茏枇槠渲亓Φ?/span>,

根據(jù)牛頓第二定律a==2 m/s2

vE2-v2=-2aL

小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在圓形軌道最高點(diǎn)必須滿足:

mg≤m

聯(lián)立以上幾式并代入數(shù)據(jù)得:H≥0.28 m

小球恰能沿軌道運(yùn)動(dòng),則在E點(diǎn)應(yīng)該有

根據(jù)動(dòng)能定理:

mg·2R-kmg·x=0-mvE2,

代入數(shù)據(jù)可解得:x=5 m。

故本題答案是:(1) (2)5m

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】如圖所示為一勻強(qiáng)電場,某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在這一運(yùn)動(dòng)過程中克服重力做的功為2.0 J,電場力做的功為4.5 J,克服空氣阻力做功為1J.則下列說法不正確的是(  )

A. 粒子帶正電

B. 粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)大1 J

C. 粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)小1.5 J

D. 粒子在A點(diǎn)的電勢能比在B點(diǎn)大4.5 J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在X軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的F、G兩點(diǎn)有等量異種電荷Q一正方形ABCDXOY在同一平面內(nèi),其中心在O點(diǎn),則下列判斷正確的是   

A. O點(diǎn)電場強(qiáng)度為零

B. A、C兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相等

C. B、D兩點(diǎn)電勢相等

D. 若將點(diǎn)電荷A點(diǎn)移向C,電勢能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】長為L的金屬桿原來不帶電,在距其左端r處放一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷,則金屬桿中點(diǎn)處的場強(qiáng)為_____,金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為____,方向向____。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一物體以速度v運(yùn)動(dòng),到達(dá)位置A開始受到向前但偏右的(觀察者沿物體的運(yùn)動(dòng)方向看,下同)的合力,到達(dá)B時(shí),合力改成與前進(jìn)方向相同,到達(dá)C時(shí),合力又突然改成向前但偏左,最終到達(dá)D.以下四圖表示物體全程的運(yùn)動(dòng)軌跡,正確的是( 。

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑水平面內(nèi)有一沿x軸方向的靜電場,其電勢φ隨坐標(biāo)x變化的圖線如圖所示0、-φ0、x1、x2x3、x4均已知).現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球(不計(jì)重力)O點(diǎn)以某一未知初速度v0沿x軸正方向射出,則下列說法正確的是(  )

A. 0x1間的電場強(qiáng)度沿x軸正方向、大小為

B. x1x2間與在x2x3間電場強(qiáng)度相同

C. 只要v00,該帶電小球就能運(yùn)動(dòng)到x4

D. 只要v0,該帶電小球就能運(yùn)動(dòng)到x4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,小物塊P放在固定斜面上,用不可伸長的輕軟細(xì)繩,通過固定在斜面上的定滑輪與小物塊Q相連,細(xì)繩拉緊。釋放物塊Q,小物塊PA運(yùn)動(dòng)到B的過程中,細(xì)繩對(duì)物塊P的拉力做功15J,物塊P克服重力做功5J,物塊P的動(dòng)能增加5J,滑輪的摩擦與質(zhì)量不計(jì),滑輪與物塊P之間的細(xì)繩與斜面平行,則該過程中  

A. 物塊Q的機(jī)械能減少15J B. 物塊P克服摩擦力做功5J

C. 物塊Q的重力勢能減少15J D. 物塊P的機(jī)械能增加15J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,固定的豎直圓筒由上段細(xì)筒和下段粗筒組成,粗筒橫截面積是細(xì)筒的4倍,細(xì)筒足夠長,粗筒中A、B兩輕質(zhì)光滑活塞間封有空氣,活塞A上方有水銀。用外力向上托住活塞B,使之處于靜止?fàn)顟B(tài),活塞A上方的水銀面與粗筒上端相平,水銀深H=10cm,氣柱長l=20cm,大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg。現(xiàn)使活塞B緩慢上移,當(dāng)粗桶中水銀還剩5cm時(shí),則此時(shí)粗筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為_____cmHg,氣柱長度為_____cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源,可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz40 Hz。打出紙帶的一部分如圖(b)所示。

該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率,需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其它題給條件進(jìn)行推算。

1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用和圖(b)中給出的物理量可以寫出:在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí),重物下落的速度大小為_________,打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為________,重物下落的加速度大小為________

2)已測得="8.89" cm,="9.50" cm,="10.10" cm;當(dāng)重力加速度大小為9.80 m/,實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出________ Hz。

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