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9.如圖所示,質(zhì)量為m=0.5kg的小球在距離水平面一定高度的A點(diǎn)水平拋出,初速度v0=20m/s,小球(可視為質(zhì)點(diǎn))恰好沒(méi)有能量損失地經(jīng)過(guò)B點(diǎn),B點(diǎn)是半徑為R=10m的光滑圓弧軌道的左端點(diǎn),小球到達(dá)圓弧最低點(diǎn)C時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角θ=37°,C點(diǎn)又與一動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的粗糙水平直軌道CD平滑相連,運(yùn)動(dòng)15m后到達(dá)D點(diǎn),進(jìn)人另一豎直光滑半圓軌道,該軌道的半徑也為R,半圓軌道最高點(diǎn)為E,不計(jì)空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.求:
(l)小球在C點(diǎn)的動(dòng)能;
(2)小球能否經(jīng)過(guò)E點(diǎn).

分析 (1)利用平拋規(guī)律和幾何關(guān)系求出物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度,再對(duì)小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)運(yùn)用動(dòng)能定理,即可求出小球在C點(diǎn)的動(dòng)能;
(2)從小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理求出小球經(jīng)過(guò)E點(diǎn)的動(dòng)能,再利用最高點(diǎn)重力恰好提供向心力時(shí)小球經(jīng)過(guò)E點(diǎn)的速度,進(jìn)而求出小球經(jīng)過(guò)E點(diǎn)的動(dòng)能,比較兩個(gè)動(dòng)能的大小即可判斷出小球能否經(jīng)過(guò)E點(diǎn).

解答 解:(l)由于小球在B點(diǎn)恰好沒(méi)有能量損失地進(jìn)入圓弧軌道,可知小球的拋物線軌跡和圓弧恰在B點(diǎn)相切,
小球做平拋運(yùn)動(dòng)在B點(diǎn)的速度方向與水平方向的夾角應(yīng)等于圓心角:θ=37°,
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)可得:v0=vBcosθ 
小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),由動(dòng)能定理有:mgR(l-cosθ)=EKC-12mv2B
解得:EKC=166.25J
(2)小球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有:-μmgxCD-mg•2R=EKE-EKC
解得:EKE=51.25J 
小球恰能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)E時(shí),重力提供向心力,則有:mg=mv2R
可得此時(shí)對(duì)應(yīng)的動(dòng)能為:EK=12mv2=25J
因?yàn)椋篍KE>EK,所以小球能夠經(jīng)過(guò)E點(diǎn).
答:(l)小球在C點(diǎn)的動(dòng)能為166.25J;
(2)小球能經(jīng)過(guò)E點(diǎn).

點(diǎn)評(píng) 本題考查豎直平面內(nèi)動(dòng)能定理的綜合運(yùn)用,要知道小球恰好沒(méi)有能量損失地經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的條件是速度與圓弧相切,解題關(guān)鍵是分好過(guò)程,明確每一個(gè)過(guò)程物體的運(yùn)動(dòng)形式,選擇合適的規(guī)律解題,難度不大.

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:實(shí)驗(yàn)題

19.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.0kg.
(1)為完成此實(shí)驗(yàn),除了圖1已有器材外,還需要AD.
A.米尺B.秒表
C.0~12V的直流電源D.0~12V的交流電源
E.220V的交流電源
(2)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:
A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器材;
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上;
C.用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量;
D.先接通電源,后釋放紙帶,打出一條紙帶;
E.測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離;
F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能;
其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是BC.(填字母序號(hào))
(3)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),重物的速度vB=0.98m/s.
(4)本實(shí)驗(yàn)中,是否需要知道當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣�?是�?br />(5)通過(guò)正確的計(jì)算發(fā)現(xiàn),重物在下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能總是略大于增加的動(dòng)能,這是因?yàn)樽枇Φ拇嬖冢?br />

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

20.如圖為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,0~5s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻加速(填“勻速”或“勻加速”)直線運(yùn)動(dòng);0~5s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度大小為5m/s;8s末質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小為10m/s.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

17.如圖為某古法榨油裝置,輕桿O1A可繞O1軸轉(zhuǎn)動(dòng),A端重物質(zhì)量為10kg,下拉A可通過(guò)滑輪O2將重物P提起,釋放A,P下落至平臺(tái)Q,對(duì)固定的平臺(tái)上的油餅進(jìn)行捶壓,已知P的質(zhì)量為30kg,O1O2=3m,O1A=5m.將重物A拉到O1A桿水平時(shí)釋放,當(dāng)桿轉(zhuǎn)到A與O2等高時(shí),若系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能有240J轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,則重物P此時(shí)的速度最接近2.9m/s.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

4.如圖所示,在xOy平面坐標(biāo)系的第I象限內(nèi)有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),其場(chǎng)強(qiáng)大小為E=4×105V/m,第 II象限有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.一個(gè)帶正電粒子以速度大�。畍0=2×107m/s從上A點(diǎn)沿y軸正方向射人電場(chǎng),并從C點(diǎn)進(jìn)人磁場(chǎng).已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(0.2m,0),該粒子的比荷qm=2.5×109C/kg,不計(jì)粒子的重力.
(l)求C點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)求粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度;
(3)若要使粒子不能進(jìn)入第 III象限,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

14.如圖所示,mA=4kg,mB=4kg,A放置在水平桌面上,AB間用輕繩相連,B與地面間的距離h=1.6m,A、B原來(lái)靜止,釋放B后,則:
(1)若桌面光滑,則B落到地面時(shí)的速度為多少?
(2)若桌面光滑,B落地前繩對(duì)A做了為多少功?
(3)若A與桌面動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,B落地后A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)才能停下來(lái)?(設(shè)A不會(huì)碰到滑輪,g取10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

1.2017年4月22日,“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室順利完成自動(dòng)交會(huì)對(duì)接,“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”進(jìn)入組合體飛行階段,正按計(jì)劃開(kāi)展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn).已知組合體在距地面高度為h的圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,引力常量為G,求:
(1)地球的質(zhì)量;
(2)組合體繞地球運(yùn)動(dòng)的周期.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.某同學(xué)用如圖所示裝置通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律.實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開(kāi)始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復(fù)上述操作10次,得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡.再把B球放在水平槽的末端,讓A球仍從位置G由靜止開(kāi)始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡.重復(fù)這種操作10次,得到了如圖所示的三個(gè)落地處.
(1)應(yīng)該用什么方法找出落地點(diǎn)的平均位置C
A、記下每次落點(diǎn)到O的距離,然后取平均值;
B、選擇其中一次認(rèn)為比較準(zhǔn)確的落點(diǎn),量出該點(diǎn)到O的距離;
C、多做幾次實(shí)驗(yàn),用盡可能小的圓把所有的落點(diǎn)都圈在里面,其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置
D、為了避免誤差過(guò)大,只需做一次碰撞,找到其落點(diǎn)位置,就可以了.
(2)已知mA:mB=2:1,碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,則由圖可以判斷出Q是碰后B球的落地點(diǎn),P'是碰后A球的落地點(diǎn).(填“A”或“B”)
(3)用題中字母寫出動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式:mAOP=mAOP′+mBOQ.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.如圖為氫原子能級(jí)示意圖的一部分,則氫原子(  )
A.從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)
B.從n=5能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)比n=5能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)輻射出電磁波的速度大
C.用能量為10.6eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)
D.一群處于n=3能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí),能輻射出無(wú)數(shù)種不同頻率的光子

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同步練習(xí)冊(cè)答案