【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道與長(zhǎng)CD = 2.0m的絕緣水平面平滑連接。水平面右側(cè)空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C，方向豎直向上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T，方向垂直紙面向外。兩個(gè)質(zhì)量均為m=2.0×10－6kg的小球a和b，a球不帶電，b球帶q=1.0×10－6C的正電，并靜止于水平面右邊緣處。將a球從圓弧軌道頂端由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)與b球發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后兩球粘合成一體飛入復(fù)合場(chǎng)中，最后落在地面上的P點(diǎn)。已知小球a在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦阻力f=0.1mg，DP =2DN，取g=10m/s2. a、b均可作為質(zhì)點(diǎn)。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）求：

（1）小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大�。�

（2）小球a與b相碰后瞬間速度的大小v；

（3）水平面離地面的高度h．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）對(duì)小球由a到C

小球在C點(diǎn)

解得：

FN =3mg=6.0×10－5N

根據(jù)牛頓第三定律得：小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小

FN＇= FN = 6.0×10－5N。

（2）設(shè)a球到D點(diǎn)時(shí)的速度為vD，從釋放至D點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理：

對(duì)a、b球，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則

mvD = 2mv

解得

v = 1.73 m/s。

（3）兩球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后，由計(jì)算可知

Eq = 2mg

兩球在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如圖所示

洛侖茲力提供向心力

解得：

r = 6.92m，

由DP =2DN，依圖由幾何知識(shí)可知：∠NDP=60，△ODP為等邊三角形，則：

r = 2h

解得

h = 3.46m

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】某同學(xué)用如圖甲所示裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(ⅰ)將斜槽固定在水平桌面上，調(diào)整末端切線水平；

(ⅱ)將白紙固定在水平地面上，白紙上面放上復(fù)寫紙；

(ⅲ)用重錘線確定斜槽末端在水平地面上的投影點(diǎn)O；

(ⅳ)讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄小球的落地點(diǎn)，重復(fù)多次，確定落點(diǎn)的中心位置Q；

(ⅴ)將小球B放在斜槽末端，讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放，記錄兩小球的落地點(diǎn)，重復(fù)多次，確定A、B兩小球落點(diǎn)的中心位置P、R；

(ⅵ)用刻度尺測(cè)量P、Q、R距O點(diǎn)的距離x1、x2、x3；

(ⅶ)用天平測(cè)量小球A、B質(zhì)量m1、m2；

(ⅷ)分析數(shù)據(jù)，驗(yàn)證等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立，從而驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題

(1) 步驟(ⅴ)與步驟(ⅳ)中定位卡的位置應(yīng)_____________；

(2)步驟(ⅶ)用天平測(cè)得A的質(zhì)量為17.0 g。測(cè)量小球B的質(zhì)量時(shí)將小球B放在天平的__盤，__盤放上一個(gè)5 g砝碼，游碼如圖乙位置時(shí)天平平衡；

(3)如圖丙是步驟(ⅵ)的示意圖。該同學(xué)為完成步驟(ⅷ)設(shè)計(jì)了下列表格，并進(jìn)行了部分填寫，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整①_______②_________③___________。

物理量

碰前

碰后

m/g

m1＝17.0

m1＝17.0　　m2＝�、佟�

x/cm

x2＝50.35

x1＝�、凇�　　x3＝74.75

mx/g·cm

m1x2＝855.95

m1x1+m2x3=�、邸�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖,用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚�(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系.

(1)實(shí)驗(yàn)中,直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通過(guò)僅測(cè)量__________(填選項(xiàng)前的符號(hào)),間接地解決這個(gè)問(wèn)題.

A.小球開始釋放高度h

B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離（射程）

(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影.實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋射程.然后,把被碰小球靜置于軌道的水平部分,再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放,與小球相碰,并多次重復(fù).接下來(lái)要完成的必要步驟是__________(填選項(xiàng)前的符號(hào)).

A.用天平測(cè)量?jī)蓚�(gè)小球的質(zhì)量m1、m2

B.測(cè)量小球m1開始釋放高度h

C.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N

E.測(cè)量平拋射程OM、ON

(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為__________(用(2)中測(cè)量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應(yīng)滿足的表達(dá)式為__________(用(2)中測(cè)量的量表示).

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（a），在跳臺(tái)滑雪比賽中，運(yùn)動(dòng)員在空中滑翔時(shí)身體的姿態(tài)會(huì)影響其下落的速度和滑翔的距離。某運(yùn)動(dòng)員先后兩次從同一跳臺(tái)起跳，每次都從離開跳臺(tái)開始計(jì)時(shí)，用v表示他在豎直方向的速度，其v-t圖像如圖（b）所示，t1和t2是他落在傾斜雪道上的時(shí)刻。則

A. 第二次滑翔過(guò)程中在豎直方向上的位移比第一次的小

B. 第二次滑翔過(guò)程中在水平方向上的位移比第一次的大

C. 第二次滑翔過(guò)程中在豎直方向上的平均加速度比第一次的大

D. 豎直方向速度大小為v1時(shí)，第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖（a），某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：鐵架臺(tái)、長(zhǎng)木板、鐵塊、米尺、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______（用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示）

（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°。接通電源。開啟打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)（每?jī)蓚�(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出）。重力加速度為9.8 m/s2。可以計(jì)算出鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_____________（結(jié)果保留2位小數(shù)）。

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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.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

B.加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng)

C.若忽略空氣阻力，斜拋運(yùn)動(dòng)可以看成是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)

D.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果角速度很大，其線速度不一定大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】到2018年1月，全球30個(gè)國(guó)家和地區(qū)共有440個(gè)核電機(jī)組，總裝機(jī)容量為390吉瓦，發(fā)電量約占全球發(fā)電量的11%。鈾235是核電站的主要核燃料，核反應(yīng)堆在工作時(shí)，鈾235既發(fā)生裂變，也發(fā)生衰變。鈾235裂變方程為：，衰變方程為，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 裂變過(guò)程放出能量，衰變過(guò)程吸收能量

B. 裂變產(chǎn)生的新核X中含有88個(gè)中子

C. 衰變產(chǎn)生的新核Y不再具有放射性

D. 核裂變釋放能量產(chǎn)生的高溫會(huì)加快鈾235的衰變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】質(zhì)譜分析儀中，為解決帶電粒子速度方向的發(fā)散問(wèn)題，常使用準(zhǔn)直管和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的小孔相配合的方式。如圖甲所示的質(zhì)譜分析儀中，離子源A產(chǎn)生的初速為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后勻速通過(guò)準(zhǔn)直管，從中軸線上的O點(diǎn)垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后通過(guò)極板MN上的小孔S離開電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于邊界O′P進(jìn)入扇形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域O′PQ。質(zhì)量為m的正離子恰好能夠垂直打在O′Q的中點(diǎn)S1處，已知MO=d，MS=2d，O′T=R，∠PO′Q=90°。（忽略粒子所受重力）求：

（1）正離子到達(dá)O點(diǎn)的動(dòng)能；

（2）偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的大小以及MN與O′P的夾角；

（3）扇形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（4）能打在O′Q上的正離子的質(zhì)量mx的范圍；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，一質(zhì)量為m=1kg的物體置于水平面上，在水平外力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，水平外力隨時(shí)間的變化情況如圖2所示，物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的情況如下圖3所示，4s后圖線沒(méi)有畫出．g取10m/s2．求：

（1）物體在第3s末的加速度大小；

（2）物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（3）物體在前6s內(nèi)的位移．

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