如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，一小球從斜面軌道上靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動。在圓形軌道的最高點放一個壓力傳感器，測得小球?qū)壍赖膲毫�，并通過計算機(jī)顯示出來，當(dāng)小球在斜面的下滑起始高度改變時，得到壓力與下滑起始高度的圖像如圖，g取10 m/s2，不計空氣阻力，求：
（1）小球的質(zhì)量和圓形軌道的半徑。
（2）試證明：小球運(yùn)動到圓軌道的最低點與最高點時對軌道的壓力差與小球的下滑高度無關(guān)。
（1）0.1kg 0.5m （2）見解析
（1）設(shè)小球在斜面的下滑起始高度為h，軌道半徑為R，由機(jī)械能守恒定律；
mgh=2mgR+                                              (2分)
在最高點由牛頓第二定律得N+mg=                              (2分)
由以上兩式得N=                                      (2分)
由圖象得：截距-5mg="-5  " 得質(zhì)量m="0.1kg                "              (1分)
因為圖線的斜率k= 得R="0.5m                            " (1分)
（2）證明：設(shè)小球運(yùn)動到圓軌道的最低點和最高點的速度分別為v1和v2，對軌道的壓力分別為N1、N2
最低點N1-mg=                                                    (1分)
最高點時N2+mg=                                             (1分)
在最高低到最高點的過程中由機(jī)械能守恒定律得   (2分)
由以上三式得N1-N2="6mg                                                 " (2分)
由結(jié)果可知，小球運(yùn)動到圓軌道的最低點與最高點時對軌道的壓力差與小球的下滑高度無關(guān)。                              (1分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如題圖所示，abc是光滑的軌道，其中ab是水平的，bc為與ab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓，半徑R=0.30m。質(zhì)量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上，另一質(zhì)量M=0.60kg、速度V0=5.5m/s的小球B與小球A正碰。已知相碰后小球A經(jīng)過半圓的最高點c落到軌道上距b點為L="4" R處，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）碰撞結(jié)束時，小球A和B的速度大�。�
（2）試論證小球B是否能沿著半圓軌道到達(dá)c點？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

用如圖5－8甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。


小題1:實驗小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，剩下的一部分紙帶上各點間的距離如圖5－9所示的數(shù)值，已知打點計時器的周期為T=0.02S,重力加速度g=10m/s2;重錘的質(zhì)量為m=1kg,已知S1=0.98cm,S2=1.42cm,S3="1.78cm," S4=2.18cm,重錘從B點到C點重力勢能變化量是                   J，動能變化量是         J.  (結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 

 

 

小題2:若實驗小組B在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加，其原因主要是因為在重錘下落的過程中存在阻力作用，因此想到可以通過該實驗裝置測阻力的大小. 根據(jù)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g，電源的頻率為f,用這些物理量求出了重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F＝___________（用字母g、m、f、 S1、 S2、S3、S4表示）.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,a、b兩物體質(zhì)量相等,b上連有一輕質(zhì)彈簧,且靜止在光滑的水平面上.當(dāng)a以速度v通過彈簧與b正碰,則(    )
A．當(dāng)彈簧壓縮量最大時,a的動能恰好為零
B．當(dāng)彈簧壓縮量最大時,彈簧具有的彈性勢能等于物體a碰前動能的一半
C．碰后a離開彈簧,a被彈回向左運(yùn)動,b向右運(yùn)動
D．碰后a離開彈簧,a、b都以的速度向右運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，物體B的質(zhì)量是物體A的1/2，在不計摩擦阻力的情況下，A物自高H處由靜止開始下落，且B始終在同一水平面上，若以地面為零勢能面，當(dāng)A的動能與其勢能相等時，A距地面的高度是（       ）
A．H/5B．2H/5C．4H/5D．H/3

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一位參加達(dá)喀爾汽車?yán)惖倪x手駕車翻越了如圖所示的沙丘，A、B、C、D為車在翻越沙丘過程中經(jīng)過的四個點，車從坡的最高點B開始做平拋運(yùn)動，無碰撞地落在右側(cè)直斜坡上的C點，然后運(yùn)動到平地上的D點．當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，下列說法中正確的是（　�。�
A．A到B過程中，汽車應(yīng)該加速
B．B到C過程中，汽車的機(jī)械能不守恒
C．若已知斜坡的傾角和車在B點的速度，可求出BC間高度差
D．由斜坡進(jìn)入平地拐點處時，車處于失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)處自由落下，不計空氣阻力．當(dāng)它下落到高度為
3
4
h處時，它的動能大小等于（　�。�
A．mghB．
1
4
mgh		C．
1
2
mgh		D．
3
4
mgh

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m的小球從離桌面H高處由靜止落下，桌面離地面的高度為h．若以桌面為參考平面，則小球落地時的機(jī)械能為（　�。�
A．mgHB．mghC．mg（H+h）D．mg（H-h）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s的速度運(yùn)動，運(yùn)動方向如圖所示．一個質(zhì)量為2kg的物體（物體可以視為質(zhì)點），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其動能損失．物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，g=10m/s2，則：
（1）物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端的速度大小？
（2）為使物體不掉下傳送帶，傳送帶左右兩端AB間的距離L至少為多少？
（3）物體在傳送帶上先向左運(yùn)動后向右運(yùn)動，最后沿斜面上滑所能達(dá)到的最大高度h′為多少？

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同步練習(xí)冊答案