【題目】如圖所示，在水平地面同一直線上分別固定一個(gè)圓環(huán)軌道和一個(gè)傾角為的斜面。OP為圓環(huán)軌道的水平半徑，斜面頂端固定一大小忽略的輕滑輪且與OP在同一水平高度。一輕繩跨過(guò)定滑輪左端與套圓環(huán)軌道上質(zhì)量為m的小圓環(huán)相連，右端與斜面上質(zhì)量為M的物塊相連。小圓環(huán)在沿Q點(diǎn)切線向下的外力作用下靜止于Q點(diǎn)，輕繩恰好也與軌道相切，OQ、OP間夾角為。撤去外力后小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度恰好為零。忽略一切摩擦阻力，小圓環(huán)和物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，物塊離斜面底端足夠遠(yuǎn)，重力加速度為g。求：

(1)外力F的大小；

(2)小圓環(huán)與物塊質(zhì)量的比值；

(3)當(dāng)小圓環(huán)再次向下運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，輕繩張力T的大�。ńY(jié)果用m、g表示）。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)對(duì)小圓環(huán)受力分析，由平衡條件可得在沿Q點(diǎn)切線方向上有

解得

(2)當(dāng)小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)速度恰好為0時(shí)，物塊M的速度也為0。設(shè)圓弧半徑為R，此過(guò)程中小圓環(huán)上升的高度

物塊M沿斜面下滑距離為

由機(jī)械能守恒定律可得

解得

(3)當(dāng)小圓環(huán)再次滑到Q點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得對(duì)物塊有

對(duì)小圓環(huán)在Q點(diǎn)切線方向上有

解得

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】為了讓乘客乘車(chē)更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)詞整，使座椅始終保持水平，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.車(chē)減速上坡時(shí)乘客處于失重狀態(tài)

B.車(chē)減速上坡時(shí)乘客受到水平向右的摩擦力作用

C.車(chē)加速上坡時(shí)車(chē)對(duì)乘客的力沿斜坡向上

D.車(chē)加速上坡時(shí)車(chē)對(duì)乘客做正功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，先后以相同的速度依次通過(guò)M、N兩點(diǎn)，歷時(shí)1 s，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)N點(diǎn)后再經(jīng)過(guò)1 s又第2次通過(guò)N點(diǎn)，在這2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的總路程為12 cm。則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和振幅分別為(　　)

A. 3 s，6 cm

B. 4 s，9 cm

C. 4 s，6 cm

D. 2 s，8 cm

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖是演示自感現(xiàn)象的電路，完全相同的燈泡和與定值電阻的阻值均為R。電流表為理想電表。在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，閉合，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，兩燈的亮度一樣�，F(xiàn)閉合待電路穩(wěn)定（　�。�

A.閉合時(shí)，電流表示數(shù)不為零

B.突然斷開(kāi)的瞬間，先變亮，再逐漸熄滅

C.突然斷開(kāi)的瞬間，有電流流過(guò)，方向?yàn)?/span>

D.突然斷開(kāi)的瞬間，有電流流過(guò)，方向?yàn)?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一固定且足夠長(zhǎng)的斜面MN與水平面的夾角，斜面上有一質(zhì)量為3m、上表面光滑下端有擋板P的長(zhǎng)木板A沿斜面勻速向下運(yùn)動(dòng)，速度大小�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊輕輕放在長(zhǎng)木板上的B點(diǎn)，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到擋板P時(shí)（與擋板碰前的瞬間），長(zhǎng)木板的速度剛好減為零，小滑塊與擋板第1次相碰。以后每隔一段時(shí)間，小滑塊就與擋板碰撞一次，小滑塊始終在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)（小滑塊與擋板碰撞為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短。g取，，），下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.長(zhǎng)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75

B.放上滑塊下滑過(guò)程中長(zhǎng)木板的加速度大小為

C.小滑塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，長(zhǎng)木板的速度大小為

D.小滑塊與擋板第1次碰撞至第2次碰撞的時(shí)間間隔為0.75s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法正確的是：（ ）

A.氫原子的核外電子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)時(shí)，吸收光子，電子的軌道半徑增大，動(dòng)能變小，電勢(shì)能變大

B.是核裂變方程，當(dāng)鈾塊體積大于臨界體積時(shí)，才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，與照射光的頻率成正比

D.香煙燃燒會(huì)釋放一種放射性元素“釙()”，如果每天抽1包香煙，一周后累積的輻射相當(dāng)于3次胸透的輻射，發(fā)生一次衰變和一次β衰變后產(chǎn)生了新核，新核的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多42個(gè)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)帶電粒子以大小為的水平速度從A點(diǎn)垂直電場(chǎng)線射入電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中B點(diǎn)時(shí)速度大小為，A、B間水平距離為d，不計(jì)粒子重力和空氣阻力。則以下說(shuō)法正確的是（ ）

A.可以求出帶電粒子的比荷

B.不能求出速度的方向

C.可以求出A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

D.不能求出A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】科幻電影《流浪地球》中講述了人類想方設(shè)法讓地球脫離太陽(yáng)系的故事。地球流浪途中在接近木星時(shí)被木星吸引，當(dāng)?shù)厍蚩煲矒裟拘堑奈ｋU(xiǎn)時(shí)刻，點(diǎn)燃木星產(chǎn)生強(qiáng)大氣流推開(kāi)地球拯救了地球。若逃逸前，地球、木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行，且航天器在地球表面的重力為G1，在木星表面的重力為G2；地球與木星均可視為球體，其半徑分別為R1、R2，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 地球逃逸前，發(fā)射的航天器逃出太陽(yáng)系的最小速度為

B. 木星與地球的第一宇宙速度之比為

C. 地球與木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期之比的立方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的平方

D. 地球與木星的質(zhì)量之比為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】

（1）使用多用電表測(cè)元件X的電阻，選擇“×1”歐姆檔測(cè)量，示數(shù)如圖甲（a）所示，讀數(shù)為______Ω，據(jù)此應(yīng)選擇圖甲中的________（填“（b）”或“（c）”）電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）連接所選電路，閉合S；滑動(dòng)變阻器的滑片P從左向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)逐漸______（填“增大”或“減小”）；依次記錄電流及相應(yīng)的電壓，將元件X換成元件Y，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

（3）如圖乙（a）是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U-I圖線。

（4）該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻，測(cè)量待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，電路如圖乙（b）所示。閉合和，電壓表讀數(shù)為3．00V；斷開(kāi)，讀數(shù)為1．00V。利用圖乙（a）可算得E=________V，r=_______Ω。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字，視電壓表為理想電壓表）

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