【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi),固定一半徑為R的光滑圓環(huán),圓心為O,O點(diǎn)正上方固定一根豎直的光滑桿。質(zhì)量為m的小球A套在圓環(huán)上,上端固定在桿上的輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的滑塊B一起套在桿上,小球A和滑塊B之間再用長為2R的輕桿通過鉸鏈分別連接。當(dāng)小球A位于圓環(huán)最高點(diǎn)時,彈簧處于原長;當(dāng)小球A位于圓環(huán)最右端時,裝置能夠保持靜止。若將小球A置于圓環(huán)的最高點(diǎn)并給它一個微小擾動(初速度視為0),使小球沿環(huán)順時針滑下,到達(dá)圓環(huán)最右端時小球A的速度vA=(g為重力加速度)。不計一切摩擦,A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)。求:

(1)此時滑塊B的速度大小;

(2)此過程中,彈簧對滑塊B所做的功;

(3)小球A滑到圓環(huán)最低點(diǎn)時,彈簧彈力的大小。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析:(1)根據(jù)桿關(guān)聯(lián)速度的思路求解此時B的速度,(2)對系統(tǒng),運(yùn)用動能定理解題;(3)根據(jù)系統(tǒng)保持靜止,進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件和胡克定律求出最低點(diǎn)的彈力。

(1)由于此時A、B速度方向都是豎直向下的,即此時它們與輕桿的夾角大小相等,又因?yàn)?/span>A、B沿輕桿方向的分速度大小相等

所以此時滑塊B的速度大小為:

(2)對系統(tǒng),由最高點(diǎn)到圖示位置,根據(jù)動能定理得:

其中,

解得

(3)圖示位置系統(tǒng)能夠保持靜止,對系統(tǒng)進(jìn)行受力分析,如圖所示

根據(jù)平衡條件有:

小球A滑到圓環(huán)最低點(diǎn)時彈簧的伸長量為

所以在最低點(diǎn)時,彈簧的彈力大小為

解得:

練習(xí)冊系列答案
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【題目】(多選)質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點(diǎn)和B點(diǎn),如圖所示,繩a與水平方向成θ角,繩b在水平方向且長為,當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,則下列說法正確的是(

A.a(chǎn)繩的張力不可能為零

B.a(chǎn)繩的張力隨角速度的增大而增大

C.當(dāng)角速度ω>,b繩將出現(xiàn)彈力

D.若b繩突然被剪斷,則a繩的彈力一定發(fā)生變化

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【題目】利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星,可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊,目前,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6倍,假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小,若扔僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的,則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為( )

A. B. C. D.

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【題目】如圖軌道是由一直軌道和一半圓軌道組成,一個小滑塊從距軌道最低點(diǎn)BhA處由靜止開始運(yùn)動,滑塊質(zhì)量為m,不計一切摩擦.則(

A. 若滑塊能通過圓軌道最高點(diǎn)D,h最小為2.5R

B. h=2R,當(dāng)滑塊到達(dá)與圓心等高的C點(diǎn)時,對軌道的壓力為3mg

C. h=2R,滑塊會從CD之間的某個位置離開圓軌道做斜拋運(yùn)動

D. 若要使滑塊能返回到A點(diǎn),則h≤R

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的光滑U形導(dǎo)軌寬度為L,其所在平面與水平面的夾角為α,上端連接一個阻值為R的電阻,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、有效電阻為r的金屬桿沿框架由靜止下滑,設(shè)磁場區(qū)域無限大,當(dāng)金屬桿下滑達(dá)到最大速度v0時,運(yùn)動的位移為x,則(  )

A. 金屬桿下滑的最大速度

B. 在此過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為

C. 在此過程中金屬桿做的是加速度不變的加速運(yùn)動

D. 在此過程中流過電阻R的電荷量為

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【題目】如圖所示,在水平面上兩個固定的等量異種電荷所處的電場中放一光滑絕緣的粗細(xì)可忽略不計的管道ABC,BC管處于等量異種點(diǎn)電荷垂直平分線上,在管道B處用一半徑很小的圓弧連接.現(xiàn)有一帶負(fù)電的帶電小球(大小不計)從管道的A點(diǎn)以v0的初速度沿著管道向B運(yùn)動,帶電小球經(jīng)過B點(diǎn)時速度損失不計,然后帶電小球沿著管道BC運(yùn)動.若管道ABC處在水平面內(nèi),則下列說法中不正確的是( 。

A. 帶電小球從AB過程中做減速運(yùn)動,電勢能增大

B. 帶電小球從BC過程中做勻速運(yùn)動

C. 帶電小球從BC過程中電勢能不變

D. 帶電小球從BC過程中對管道的壓力變小

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【題目】如圖所示,海王星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動,運(yùn)行的周期為T0,圖中P為近日點(diǎn),Q為遠(yuǎn)日點(diǎn),M、N為軌道短軸的兩個端點(diǎn)。若只考慮海王星和太陽之間的相互作用,則海王星在從p經(jīng)M、QN的運(yùn)動過程中(

A. PM所用的時間等于T0/4

B. PM過程中,萬有引力對它做正功

C. MQ過程中,速率逐漸變小

D. QN過程,所受萬有引力逐漸變小

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【題目】小王同學(xué)測量干電池的電動勢和內(nèi)阻,他用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其連接的部分實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。

(1)請用細(xì)線代替導(dǎo)線,在圖中完成實(shí)物連接_________________;

(2)連接好電路,小王檢查無誤后,閉合開關(guān),開始實(shí)驗(yàn)。電壓表指針如圖所示,請讀數(shù)并記錄____V。

(3)小王在如圖中已描繪各點(diǎn),請作出電源的U-I圖線______________。根據(jù)圖線,可得每節(jié)干電池的電動勢為E=____V,每節(jié)干電池的內(nèi)阻r=____Ω。(保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)

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【題目】如圖所示是嫦娥三號環(huán)月變軌的示意圖.在Ⅰ圓軌道運(yùn)行的嫦娥三號通過變軌后繞Ⅱ圓軌道運(yùn)行,則下列說法中正確的是( 。

A. 嫦娥三號在Ⅰ軌道的線速度大于在Ⅱ軌道的線速度

B. 嫦娥三號在Ⅰ軌道的角速度大于在Ⅱ軌道的角速度

C. 嫦娥三號在Ⅰ軌道的運(yùn)行周期大于在Ⅱ軌道的運(yùn)行周期

D. 嫦娥三號由Ⅰ軌道通過加速才能變軌到Ⅱ軌道

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