分析 (1)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律求出小球的速度,應(yīng)用牛頓第二定律可以求出繩子的拉力.
(2)兩球碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,應(yīng)用動量守恒定律可以求出小球的速度.
(3)應(yīng)用牛頓第二定律與機(jī)械能守恒定律求出軌道半徑,然后確定半徑范圍.
解答 解:(1)設(shè)小球m1擺至最低點時速度為v0,
由機(jī)械能守恒定律,得:m1gL=$\frac{1}{2}$m1v02,解得:v0=4m/s,
小球m1在最低點時,由牛頓第二定律,得:
FT-m1g=m1$\frac{{v}_{0}^{2}}{L}$,解得:FT=6N;
(2)m1與m2碰撞,動量守恒,選向右的方向為正方向,
由動量守恒定律得:m1v0=m1v1+m2v2,解得:v2=1.5 m/s;
(3)①若小球m2恰好通過最高點D點,
由牛頓第二定律得:m2g=m2$\frac{{v}_{D}^{2}}{{R}_{1}}$,
m2在CD軌道上運動時,由機(jī)械能守恒定律,得:
$\frac{1}{2}$m2v22=m2g•2R1+$\frac{1}{2}$m2vD2,解得:R1=0.045 m.
②若小球恰好到達(dá)圓軌道與圓心等高處速度減為0,則有:
$\frac{1}{2}$m2v22=m2gR2,解得:R2=0.1125m,
綜上:R應(yīng)該滿足R≤0.045 m或R≥0.1125m
答:(1)細(xì)繩所能承受的最大拉力為6N;
(2)m2在半圓形軌道最低點C點的速度為1.5m/s;
(3)為了保證m2在半圓形軌道中運動時不脫離軌道,半圓形軌道的半徑R應(yīng)該滿足的條件是:R≤0.045 m或R≥0.1125m.
點評 本題主要考查了動量守恒、機(jī)械能守恒定律、向心力公式的應(yīng)用,要知道小球恰好通過最高點時,由重力提供向心力;分析清楚小球的運動過程是解題的前提與關(guān)鍵.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 墻對鐵塊的彈力不變 | B. | 墻對鐵塊的彈力增大 | ||
C. | 墻與鐵塊間的摩擦力減小 | D. | 墻對鐵塊的摩擦力不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 4m/s | B. | 2m/s | C. | 1m/s | D. | 0.5m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 若縱軸表示位移,圖象中物體做勻速直線運動 | |
B. | 若縱軸表示速度,圖象中物體做勻速直線運動 | |
C. | 若縱軸表示位移,圖象中直線斜率表示物體的速度 | |
D. | 若縱軸表示速度,圖象中直線斜率表示物體的加速度 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 先移走棒,再把兩球分開,兩球帶等量異種電荷 | |
B. | 先移走棒,再把兩球分開,甲球帶電量比乙球多 | |
C. | 先把兩球分開,再移走棒,兩球帶等量異種電荷 | |
D. | 先把兩球分開,再移走棒,兩球不能帶電 |
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