如圖所示，A、B兩小球分別固定在一剛性輕桿的兩端，兩球球心間相距L=1m，兩球質(zhì)量分別為mA=4.0kg，m2=1.0kg，桿上距A球球心0.40m處有一水平軸O，桿可繞軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)先使桿保持水平，然后從靜止釋放當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置，求：

（1）當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置兩球的速度各是多少？
（2）桿對(duì)A球的作用力多大；
（3）轉(zhuǎn)動(dòng)過程中桿對(duì)A球做功為多少（計(jì)算中重力加速度的數(shù)值g=10m/s）。

（1）   （2）  （3）W=-9.6J

解析試題分析：（1）設(shè)桿轉(zhuǎn)到豎直位置的角速度為ω，A、B兩球的速度分別為和
由公式可知
取桿的初位置為零勢(shì)能面，以兩球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由機(jī)械能守恒定律得：

聯(lián)立得：
（2）對(duì)A用牛頓第二定律：，解得：
（3）設(shè)該過程中桿對(duì)A做功為W，對(duì)A在該過程用動(dòng)能定理得：解之得：W=-9.6J
考點(diǎn)：考查了功的計(jì)算，圓周運(yùn)動(dòng)

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：單選題

如圖所示，在一個(gè)勻速上升的電梯內(nèi)有一斜面，斜面與電梯側(cè)壁間有一光滑小球A始終與電梯相對(duì)靜止，下列判斷正確的是：

A．斜面對(duì)小球的支持力做正功，小球的機(jī)械能增加
B．斜面對(duì)小球的支持力做正功，小球的機(jī)械能減少
C．斜面對(duì)小球的支持力做負(fù)功，小球的機(jī)械能增加
D．斜面對(duì)小球的支持力做負(fù)功，小球的機(jī)械能減少

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

功率為P，質(zhì)量為M的汽車，下坡時(shí)關(guān)閉油門，則速度不變．若不關(guān)閉油門，且保持功率不變，則在t s內(nèi)速度增大為原來的2倍，則汽車的初速度為____________.

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

（1）質(zhì)量為的小球在距地面高為處以某一初速度水平拋出，落地時(shí)速度方向與水平方向之間的夾角為。則小球落地時(shí)速度大小為      ，小球落地時(shí)重力的功率為      。（不計(jì)空氣阻力，重力加速度）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(8分)將一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球從某高處以3m/s的初速度水平拋出，測(cè)得小球落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離為1.2m。小球運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力忽略不計(jì)，g="10" m/s2。求：
(1)小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
(2)拋出點(diǎn)距地面的高度；
(3)小球落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（6分）如圖所示，質(zhì)量為m＝4 kg的木塊在傾角為30°的光滑斜面上由靜止開始下滑，若斜面足夠長(zhǎng)， 取g=" 10" m/s²，求：

(1)前2 s內(nèi)重力做的功
(2)2 s末重力的瞬時(shí)功率

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）同步加速器在粒子物理研究中有重要的應(yīng)用，其基本原理簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。M、N為兩塊中心開有小孔的平行金屬板。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子A（不計(jì)重力）從M板小孔飄入板間，初速度可視為零，每當(dāng)A進(jìn)入板間，兩板的電勢(shì)差變?yōu)閁，粒子得到加速，當(dāng)A離開N板時(shí)，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱�。兩板外部存在垂直紙面向里的勻�?qiáng)磁場(chǎng)，A在磁場(chǎng)作用下做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，R遠(yuǎn)大于板間距離，A經(jīng)電場(chǎng)多次加速，動(dòng)能不斷增大，為使R保持不變，磁場(chǎng)必須相應(yīng)地變化。不計(jì)粒子加速時(shí)間及其做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮磁場(chǎng)變化對(duì)粒子速度的影響及相對(duì)論效應(yīng)。求

（1）A運(yùn)動(dòng)第1周時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大��；
（2）在A運(yùn)動(dòng)第n周的時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做功的平均功率；
（3）若有一個(gè)質(zhì)量也為m、電荷量為+kq（k為大于1的整數(shù)）的粒子B（不計(jì)重力）與A同時(shí)從M板小孔飄入板間，A、B初速度均可視為零，不計(jì)兩者間的相互作用，除此之外，其他條件均不變，下圖中虛線、實(shí)線分別表示A、B的運(yùn)動(dòng)軌跡。在B的軌跡半徑遠(yuǎn)大于板間距離的前提下，請(qǐng)指出哪個(gè)圖能定性地反映A、B的運(yùn)動(dòng)軌跡，并經(jīng)推導(dǎo)說明理由。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個(gè)ABC路段的v-t圖像如圖所示（在t=15s處水平虛線與曲線相切），運(yùn)動(dòng)過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持20kW不變，假設(shè)汽車在兩個(gè)路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空氣阻力等）各自有恒定的大小。（解題時(shí)將汽車看成質(zhì)點(diǎn)）

（1）求汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力f1。
（2）求汽車剛好開過B點(diǎn)時(shí)的加速度a。
（3）求BC路段的長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

小球以速率v1靠慣性沿曲面由底端向上運(yùn)動(dòng)， 當(dāng)它回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速率為v2，且v2<v1，若A點(diǎn)距地面高度為小球向上運(yùn)動(dòng)的高度一半，取曲面底端重力勢(shì)能為零，小球視為質(zhì)點(diǎn)，則（   ）

A．上升時(shí)機(jī)械能減少量大于下降時(shí)機(jī)械能減少量
B．上升時(shí)機(jī)械能減少量等于下降時(shí)機(jī)械能減少量
C．上升過程中動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置在A點(diǎn)上方
D．上升過程中動(dòng)能和勢(shì)能相等的位置在A點(diǎn)下方

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