【題目】如圖所示，一光滑水平桌面AB與一半徑為R的光滑半圓形軌道相切于C點(diǎn)，且兩者固定不動(dòng)．一長(zhǎng)L為0.8m的細(xì)繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)質(zhì)量m1為0.2kg的小球．當(dāng)小球在豎直方向靜止時(shí)，球?qū)λ阶烂娴淖饔昧偤脼榱?/span>. 現(xiàn)將球提起使細(xì)繩處于水平位置時(shí)無(wú)初速釋放. 當(dāng)小球m1擺至最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩恰好被拉斷，此時(shí)小球m1恰好與放在桌面上的質(zhì)量m2為0.8kg的小球正碰，碰后m1以2m/s的速度彈回，m2將沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng). 兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s2 ，求：

（1）細(xì)繩所能承受的最大拉力為多大？

（2）m2在半圓形軌道最低點(diǎn)C點(diǎn)的速度為多大？

（3）為了保證m2在半圓形軌道中運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道，試討論半圓形軌道的半徑R應(yīng)該滿足的條件。

【答案】（1）6N（2）1．5 m/s（3）R≤0．045 m或R≥0．1125m

【解析】

試題（1）設(shè)小球擺至最低點(diǎn)時(shí)速度為v0，由機(jī)械能守恒定律，得：

解得：

小球在最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律，得：

解得：=6N

（2）與碰撞，動(dòng)量守恒，設(shè)、碰后的速度分別為v1、v2，選向右的方向?yàn)檎较颍瑒t

解得：v2=1．5 m/s

（3） ①若小球恰好通過(guò)最高點(diǎn)D點(diǎn)，由牛頓第二定律，得：

在CD軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由機(jī)械能守恒定律，得：

解得：R1=0．045 m．

②若小球恰好到達(dá)圓軌道與圓心等高處速度減為0，則有：

解得：R2=0．1125m

綜上：R應(yīng)該滿足R≤0．045 m或R≥0．1125m

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】如圖所示，物體A、B經(jīng)無(wú)摩擦的定滑輪用細(xì)線連在一起，A物體受水平向右的力F的作用，此時(shí)B勻速上升，A水平向右運(yùn)動(dòng)，可知（ ）

A. 物體A做加速運(yùn)動(dòng)B. 物體A做減速運(yùn)動(dòng)

C. 物體A所受支持力逐漸增大D. 物體A所受支持力逐漸減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】分子力F、分子勢(shì)能EP與分子間距離r的關(guān)系圖線如甲、乙兩條曲線所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能EP=0).下列說(shuō)法正確的是( )

A. 甲圖線為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線

B. 隨著分子間距離的增大,分子力先減小后一直增大

C. 若分子間的距離r增大，則分子間的作用力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大

D. 在r<r0階段,分子力減小時(shí),分子勢(shì)能也一定減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一端開(kāi)口且導(dǎo)熱性能良好的汽缸固定在水平面上，如圖所示，用質(zhì)量為m、橫截面積為S、厚度可忽略不計(jì)的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。系統(tǒng)平衡時(shí)，活塞與汽缸底部的距離為h1=10cm；外界環(huán)境的溫度保持不變，將質(zhì)量為2m的砝碼放在活塞上，系統(tǒng)再次平衡時(shí)活塞與汽缸底部的距離為h2；現(xiàn)將汽缸內(nèi)氣體的溫度緩緩升高t=60℃，系統(tǒng)再次平衡時(shí)活塞與汽缸底部的距離為h3=6cm。已知外界大氣壓強(qiáng)P0=mg/s,忽略活塞與汽缸之間的摩擦.求：

(1)h2為多少？

(2)最初汽缸內(nèi)封閉的理想氣體的溫度t1為多少攝氏度？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，兩個(gè)完全相同的導(dǎo)熱性能良好的汽缸P、Q放在水平地面上，分別用相同的活塞封閉相同質(zhì)量的理想氣體，汽缸足夠長(zhǎng)，活塞不會(huì)脫離汽缸。已知話塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，汽缸的質(zhì)量為M，外界大氣壓為P0，外界溫度保持不變，密封氣體的長(zhǎng)度為L0，重力加速度為g�，F(xiàn)將兩汽缸按如圖2所示的方式懸掛起來(lái)，不計(jì)活塞與汽缸之間的摩擦，求穩(wěn)定時(shí)兩汽缸密封氣體的長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，實(shí)線是某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是該電場(chǎng)中的兩條等勢(shì)線，由圖可以得出的正確結(jié)論是(　　)

A. M點(diǎn)的電勢(shì)一定低于N點(diǎn)的電勢(shì)

B. M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定小于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)

C. 由M點(diǎn)向N點(diǎn)移動(dòng)電荷時(shí)，電勢(shì)能的改變量與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)

D. 某電荷在M點(diǎn)或N點(diǎn)具有的電勢(shì)能與零電勢(shì)的選取無(wú)關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用如圖所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律。兩個(gè)相同的小車(chē)放在光滑水平板上，前端各系一條細(xì)繩，繩的另一端通過(guò)定滑輪各掛一個(gè)小盤(pán)，盤(pán)中可放砝碼。小盤(pán)和砝碼所受的重力，等于使小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的力。因此，增減小盤(pán)中的砝碼就可以改變小車(chē)受到的合力。兩個(gè)小車(chē)后端各系一條細(xì)線，用一個(gè)黑板擦把兩條細(xì)線同時(shí)按在桌子上，使小車(chē)靜止。抬起黑板擦，兩個(gè)小車(chē)同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，按下黑板擦，兩個(gè)小車(chē)同時(shí)停下來(lái)，用刻度尺測(cè)出兩個(gè)小車(chē)通過(guò)的位移分別為x1和x2，兩小車(chē)質(zhì)量相等，小盤(pán)和小盤(pán)中的砝碼總質(zhì)量分別為m1和m2。

①兩小車(chē)加速過(guò)程中加速度大小之比為_______；

②為了驗(yàn)證加速度與力成正比，只需驗(yàn)證表達(dá)式_______成立。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究小球在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，其實(shí)驗(yàn)裝置正視圖如圖所示，小球通過(guò)一條細(xì)線掛在細(xì)桿上，原來(lái)小球靜止，該同學(xué)在最低點(diǎn)輕推了一下小球后，小球只是在豎直面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，此人抓住小球讓它仍停在最低點(diǎn)，然后使勁推了一下，小球則繞細(xì)桿做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力，細(xì)線始終處于伸直狀態(tài)，假設(shè)小球質(zhì)量m，細(xì)線長(zhǎng)L，輕推時(shí)做功W，重推時(shí)做功4W，則W的值可能是：

A. B. C. D.

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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. 簡(jiǎn)諧橫波的頻率和波上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率相同

B. 變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)

C. 做單色光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，雙縫到屏的距離一定，雙縫間距離越大亮條紋間的距離越大

D. 波長(zhǎng)略大于障礙物的尺寸時(shí)，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

E. 單擺的周期與擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)

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