【題目】如圖所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn)，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0．2m的四分之一細(xì)圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧，彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊．一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球放在曲面AB上，現(xiàn)從距BC的高度為h=0．6m處?kù)o止釋放小球，它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．5，小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它對(duì)上管壁有FN=2．5mg的作用力，通過(guò)CD后，在壓縮彈簧過(guò)程中滑塊速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=0．5J．取重力加速度g=10m/s2．

求（1）小球在C處受到的向心力大小；

（2）在壓縮彈簧過(guò)程中小球的最大動(dòng)能Ekm；

（3）小球最終停止的位置．

【答案】（1）35N；（2）6J；（3）0．2m

【解析】

試題分析：（1）小球進(jìn)入管口C端時(shí)它與圓管上管壁有大小為F=2．5mg的相互作用力，故小球受到的向心力為：F向=2．5mg+mg=3．5mg=3．5×1×10=35N

（2）在壓縮彈簧過(guò)程中速度最大時(shí)，合力為零．設(shè)此時(shí)滑塊離D端的距離為x0，則有 kx0=mg

解得

由機(jī)械能守恒定律有 mg（r+x0）+mvC2=Ekm+Ep

得Ekm=mg（r+x0）+mv C2-Ep=3+3．5-0．5=6（J）

（3）在C點(diǎn)，由

代入數(shù)據(jù)得：vc＝m/s

滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理得 mgh-μmgs=mvC2

解得BC間距離s=0．5m

小球與彈簧作用后返回C處動(dòng)能不變，小滑塊的動(dòng)能最終消耗在與BC水平面相互作用的過(guò)程中．

設(shè)物塊在BC上的運(yùn)動(dòng)路程為sˊ，由動(dòng)能定理有 0-mvC2=μmgsˊ

解得sˊ=0．7m

故最終小滑塊距離B為0．7-0．5m=0．2m處停下

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：

【題目】a、b兩車在公路上沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)，在t=0 時(shí)刻，b車在a車前方500m處，它們的v－t圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．在第40 s末，a、b兩車相距900 m

B．a(chǎn)、b加速時(shí)，物體a的加速度等于物體b的加速度

C．在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，a、b兩車可以相遇兩次

D．60s時(shí)，物體a在物體b的前方

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】16、17世紀(jì)歐洲學(xué)者質(zhì)疑、改變和放棄了歐洲所繼承知識(shí)中最神圣化的認(rèn)識(shí)�？茖W(xué)革命的思想巨變使他們重新考察和描述宇宙的性質(zhì)及其力量。在這里，對(duì)宇宙的性質(zhì)及其力量作出“革命”性描述的理論是

A. 進(jìn)化論

B. 萬(wàn)有引力定律

C. 量子論

D. 相對(duì)論

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO′為其對(duì)稱軸一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)（ ）

A．穿過(guò)回路的磁通量為零

B．回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2Blv0

C．回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?/span>

D．回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，直角坐標(biāo)系xOy位于同一豎直平面內(nèi)，其中x軸水平，y軸豎直。xOy平面內(nèi)長(zhǎng)方形區(qū)域OABC內(nèi)有方向垂直O(jiān)A的勻強(qiáng)電場(chǎng)，OA長(zhǎng)為l,與x軸間的夾角θ=30°，一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小球（可看成質(zhì)點(diǎn)）從y軸上的P點(diǎn)沿x軸方向以一定速度射出，恰好從OA的中點(diǎn)M垂直O(jiān)A進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域。已知重力加速度為g。

（1）求P點(diǎn)的縱坐標(biāo)及小球從P點(diǎn)射出時(shí)的速度

（2）已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E= mg/q，若小球不能從BC邊界離開 電場(chǎng)，OC長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球．O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，bd沿水平方向．已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等．現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放．下列判斷正確的是（ ）

A．小球能越過(guò)與O等高的d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)

B．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，洛侖茲力最大

C．小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大

D．小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和一把彈簧秤。

（1）為完成實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)另找來(lái)一根彈簧，先測(cè)量其勁度系數(shù)，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出F-△x圖線；

（2）用作圖法求得該彈簧的勁度系數(shù)k=________N/m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（3）某次實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的指針位置如圖所示，其讀數(shù)為________N；同時(shí)發(fā)現(xiàn)彈簧伸長(zhǎng)量為4．6cm，則彈簧上的彈力值為 N，根據(jù)平行四邊形定則畫圖得到F合=________N。

彈力F（N）

0．5

1．0

1．5

2．0

2．5

3．0

3．5

伸長(zhǎng)量x（10-2m）

0．74

1．80

2．80

3．72

4．60

5．58

6．42

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑為R的圓，電場(chǎng)方向與圓所在平面平行，A、O兩點(diǎn)電勢(shì)差為U，一帶正電的粒子在該電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)速度方向沿圓的切線，速度大小均為v0，粒子重力不計(jì)，則（ ）

A．粒子在A、B間是做圓周運(yùn)動(dòng)

B．粒子從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能先減小后增大

C．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝U/R

D．圓周上電勢(shì)最高的點(diǎn)與O點(diǎn)的電勢(shì)差為U

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4 Ω，當(dāng)開關(guān)K接a時(shí)，R2上消耗的電功率為4 W，當(dāng)開關(guān)K接b時(shí)，電壓表示數(shù)為4．5 V．試求：

（1）當(dāng)開關(guān)K接a時(shí)，通過(guò)電源的電流和電源兩端的電壓；

（2）電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；

（3）當(dāng)開關(guān)K接c時(shí)，通過(guò)R2的電流．

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