【題目】如圖所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn)，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.2 m的四分之一細(xì)圓管CD，管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100 N/m的輕彈簧，彈簧一端固定，另一端恰好與管口D端平齊。一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球放在曲面AB上，現(xiàn)從距BC的高度為h=0.6 m處?kù)o止釋放小球，它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它對(duì)上管壁有FN=2.5mg的作用力，通過(guò)CD后，在壓縮彈簧過(guò)程中小球速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=0.5 J。取重力加速度g=10 m/s2。求：

（1）小球在C處受到的向心力大��；

（2）BC間距離s；

（3）在壓縮彈簧過(guò)程中小球的最大動(dòng)能Ekm。

【答案】（1）35N（2）0.5m（3）6J

【解析】（1）小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它與圓管上管壁有大小為F=2.5mg的相互作用力，故小球受到的向心力為

F向=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10 N=35 N

（2）在C點(diǎn)，由

代入數(shù)據(jù)得vC＝m/s

小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程，由動(dòng)能定理得

解得BC間距離s=0.5 m

（3）在壓縮彈簧過(guò)程中速度最大時(shí)，合力為零。設(shè)此時(shí)小球離D端的距離為x0，則有 kx0=mg

解得

由機(jī)械能守恒定律有

得 (3+3.5-0.5) J=6 J

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】以下關(guān)于功和能的說(shuō)法正確的是（ ）

A. 功是矢量，能是標(biāo)量

B. 功和能都是標(biāo)量

C. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度

D. 因?yàn)楣湍艿膯挝欢际墙苟�，所以功就是�?/span>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】汽車(chē)正以10m/s的速度在平直的公路上前進(jìn)，突然發(fā)現(xiàn)正前方10處有一輛自行車(chē)以4m/s的速度做同方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)立即關(guān)閉油門(mén)做加速度大小為6m/s2的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，

（1）兩車(chē)是否會(huì)相撞（要寫(xiě)出判斷過(guò)程）

（2）若不會(huì)相撞，經(jīng)多少時(shí)間兩車(chē)距離最小，最小距離是多少

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】1772年，法籍意大利數(shù)學(xué)家拉格朗日在論文《三體問(wèn)題》指出：兩個(gè)質(zhì)量相差懸殊的天體（如太陽(yáng)和地球）所在同一平面上有5個(gè)特殊點(diǎn)，如圖中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人們稱(chēng)為拉格朗日點(diǎn)．若飛行器位于這些點(diǎn)上，會(huì)在太陽(yáng)與地球共同引力作用下，可以幾乎不消耗燃料而保持與地球同步繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)．若發(fā)射一顆衛(wèi)星定位于拉格朗日L2點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 該衛(wèi)星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)周期和地球自轉(zhuǎn)周期相等

B. 該衛(wèi)星在L2點(diǎn)處于平衡狀態(tài)

C. 該衛(wèi)星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度

D. 該衛(wèi)星在L2處所受太陽(yáng)和地球引力的合力比在L1處大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，間距為L的光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，軌道左側(cè)連接一定值電阻R．垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab在水平外力F作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，F隨t變化的規(guī)律如乙圖所示。在0~t0時(shí)間內(nèi)，棒從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。乙圖中t0、F1、F2為已知，棒和軌道的電阻不計(jì)。則

A. 在t0以后，導(dǎo)體棒一直做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B. 在t0以后，導(dǎo)體棒先做加速，最后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

C. 在0～t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒的加速度大小為

D. 在0~t0時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電量為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，如下圖所示是某次實(shí)驗(yàn)的紙帶，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從0點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)連續(xù)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)以1、2、3…那么相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離依次為x1=3cm、x2=7.5cm、x3=13.5cm，則物體通過(guò)1計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v1=___m/s，通過(guò)2計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v2=_____m/s，運(yùn)動(dòng)的加速度為_____m/s2．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，離開(kāi)平衡位置的位移相同時(shí)，加速度也相同

B. 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)四分之一個(gè)周期，所通過(guò)的路程一定是一倍振幅

C. 變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)

D. 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若只減小雙縫到光屏間的距離，兩相鄰亮條紋間距將變大

E. 聲波從空氣傳人水中時(shí)頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩豎直且正對(duì)放置的導(dǎo)熱氣缸底部由細(xì)管道（體積忽略不計(jì)）連通，兩活塞a、b用剛性輕桿相連，可在兩氣缸內(nèi)無(wú)摩擦地移動(dòng)。上下兩活塞（厚度不計(jì)）的橫截面積分別為S1=10 cm2、S2=20 cm2，兩活塞總質(zhì)量為M=5 kg，兩氣缸高度均為H=10 cm。氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，系統(tǒng)平衡時(shí)活塞a、b到氣缸底部距離均為ｌ=5 cm（圖中未標(biāo)出）。已知大氣壓強(qiáng)為Po=1.0×105Pa，環(huán)境溫度為T(mén)0=300K，重力加速度g取10 m/s2。

(i)若緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞緩慢移到一側(cè)氣缸的底部，求此時(shí)環(huán)境溫度；

(ii)若保持溫度不變，用豎直向下的力緩慢推活塞b，在活塞b由開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到氣缸底部過(guò)程中，求向下推力的最大值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】播出了“解析離心現(xiàn)象”，某同學(xué)觀(guān)看后，采用如圖所示的裝置研究離心現(xiàn)象，他將兩個(gè)桿垂直固定在豎直面內(nèi)，在垂足O1和水平桿上的O2位置分別固定一力傳感器，其中O1O2=l。現(xiàn)用兩根長(zhǎng)度相等且均為l的細(xì)繩拴接一質(zhì)量為m的鐵球P，細(xì)繩的另一端分別固定在O1、O2處的傳感器上。現(xiàn)讓整個(gè)裝置圍繞豎直桿以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，使鐵球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩段細(xì)繩始終沒(méi)有出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，且保證O1、O2和P始終處在同一豎直面內(nèi)。則

A．O1P的拉力的最大值為mg B．O1P的拉力的最大值為mg

C．O2P的拉力的最小值為mg D．O2P的拉力的最小值為0

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同步練習(xí)冊(cè)答案