如圖,一個(gè)質(zhì)量為0.6kg 的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓。ú挥(jì)空氣阻力,進(jìn)入圓弧時(shí)無機(jī)械能損失)。已知圓弧的半徑R=0.3m , θ="60" 0,小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度 v="4" m/s 。(取g ="10" m/s2)求:
(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0;
(2)P點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離和豎直高度;
(3)小球到達(dá)圓弧最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力。
(1)2m/s;(2)x=0.69m,h=0.6m;(3)8N
解析試題分析:(1)小球到A點(diǎn)的速度如圖所示,由圖可知
(2)
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得:
(3)取A點(diǎn)為重力勢(shì)能的零點(diǎn),由機(jī)械能守恒定律得:
- 代入數(shù)據(jù)得:
由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式得: 代入數(shù)據(jù)得:
由牛頓第三定律得:小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/13/5/1lklz4.png" style="vertical-align:middle;" />,方向豎直向上
考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律;牛頓第二定律;平拋運(yùn)動(dòng);向心力
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
根據(jù)玻爾理論,電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)可以看作是僅在庫侖引力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,電子在第1軌道運(yùn)動(dòng)的半徑為r1,靜電力常量為k。
(1)電子繞氫原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),可等效為環(huán)形電流,試計(jì)算電子繞氫原子核在第1軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及形成的等效電流的大;
(2)氫原子在不同的能量狀態(tài),對(duì)應(yīng)著電子在不同的軌道上繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),電子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑滿足rn=n2r1,其中n為量子數(shù),即軌道序號(hào),rn為電子處于第n軌道時(shí)的軌道半徑。電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量En為電子動(dòng)能與“電子-原子核”這個(gè)系統(tǒng)電勢(shì)能的總和。理論證明,系統(tǒng)的電勢(shì)能Ep和電子繞氫原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r存在關(guān)系:Ep=-k(以無窮遠(yuǎn)為電勢(shì)能零點(diǎn))。請(qǐng)根據(jù)以上條件完成下面的問題。
①試證明電子在第n軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量En和電子在第1軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量E1滿足關(guān)系式
②假設(shè)氫原子甲核外做圓周運(yùn)動(dòng)的電子從第2軌道躍遷到第1軌道的過程中所釋放的能量,恰好被量子數(shù)n=4的氫原子乙吸收并使其電離,即其核外在第4軌道做圓周運(yùn)動(dòng)的電子脫離氫原子核的作用范圍。不考慮電離前后原子核的動(dòng)能改變,試求氫原子乙電離后電子的動(dòng)能。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖,水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,一個(gè)帶電小球質(zhì)量為m,輕質(zhì)的絕緣細(xì)線長為L,靜止時(shí)小球位于A點(diǎn),細(xì)線與豎直方向成37°角,重力加速度為g,(sin370=0.6;cos370=0.8)求:
(1)小球帶何種電荷?電荷量多少?
(2)現(xiàn)將小球拉回到豎直方向(圖中B點(diǎn)),后由靜止釋放,小球通過A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小是多少?
(3)若將小球到水平方向(圖中C點(diǎn))由靜止釋放,則小球通過A點(diǎn)位置時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力為多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
帶負(fù)電的小物體A放在傾角為θ(sinθ=0.6)的絕緣斜面上,整個(gè)斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖所示。物體A的質(zhì)量為m、電量為-q,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑,經(jīng)時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面。重力加速度為g。求:
(1)物體A在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況?說明理由。
(2)加磁場(chǎng)前A沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離為多少?
(3)物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?(結(jié)果用字母表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
靜止在水平面上的A、B兩個(gè)物體通過一根拉直的輕繩相連,如圖.輕繩長L=1m,承受的最大拉力為8N.A的質(zhì)量m1=2kg,B的質(zhì)量m2=8kg.A、B與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)用一逐漸增大的水平力F作用在B上,使A、B向右運(yùn)動(dòng).當(dāng)F增大到某一值時(shí),輕繩剛好被拉斷(g=10m/s2).求:
(1)繩剛被拉斷時(shí)F的大;
(2)若繩剛被拉斷時(shí),A、B的速度為2m/s,保持此時(shí)的F大小不變,當(dāng)A靜止時(shí),A、B間的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖,一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)水平拋出,恰好從圓管BCD的B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧,經(jīng)BCD從圓管的最高點(diǎn)D射出,恰好又落到B點(diǎn)。已知圓弧的半徑為R且A與D在同一水平線上,BC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=60°,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)小球從A點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0的大小;
(2)在D點(diǎn)處管壁對(duì)小球的作用力N;
(3)小球在圓管中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做的功W克f。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(13分)如圖所示是游樂場(chǎng)中過山車的實(shí)物圖片,可將過山車的一部分運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為圖中的模型圖。模型圖中光滑圓形軌道的半徑R=8.0m,該光滑圓形軌道固定在傾角為θ=37°斜軌道面上的Q點(diǎn),圓形軌道的最高點(diǎn)A與傾斜軌道上的P點(diǎn)平齊,圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接。現(xiàn)使質(zhì)量為m的小車(視作質(zhì)點(diǎn))從P點(diǎn)以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若小車恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn)A處,則:
(1)小車在A點(diǎn)的速度為多大?(結(jié)果用根式表示)
(2)小車在圓形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)軌道的最大壓力為多少?
(3)求斜軌道面與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大?(結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示)
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(8分)、如圖,質(zhì)量m=1kg的滑塊放在質(zhì)量M=1kg的長木板左端,木板放在光滑的水平面上,滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,木板長L=75cm,開始時(shí)兩者都 處在靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)用水平向右的恒力F拉小滑塊向木板的右端運(yùn)動(dòng),為了在0.5s末使滑塊從木板右端滑出,拉力F應(yīng)多大?此過程產(chǎn)生的熱量是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,兩平行金屬板A、B的板長l=0.20 m,板間距d=0.20 m,兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓,并在兩板間形成交變的勻強(qiáng)電場(chǎng),忽略其邊緣效應(yīng)。在金屬板右側(cè)有一方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左右寬度D="0.40" m,上下范圍足夠大,邊界MN和PQ均與金屬板垂直。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2 T。現(xiàn)從t=0開始,從兩極板左端的中點(diǎn)O處以每秒鐘1000個(gè)的速率不停地釋放出某種帶正電的粒子,這些粒子均以vo=2.0×105 m/s的速度沿兩板間的中線射入電場(chǎng),已知帶電粒子的比荷=1.0×108 C/kg,粒子的重力和粒子間的相互作用都忽略不計(jì),在粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)極板間的電壓可以看作不變.求:
(1) t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子,經(jīng)邊界MN射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的距離;
(2) 當(dāng)兩金屬板間的電壓至少為多少時(shí),帶電粒子不能進(jìn)入磁場(chǎng);
(3) 在電壓變化的第一個(gè)周期內(nèi)有多少個(gè)帶電的粒子能進(jìn)入磁場(chǎng)。
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