【題目】如圖所示,將直徑2R的半圓形導(dǎo)軌固定在豎直面內(nèi)的AB兩點,直徑AB與豎直方向的夾角為60°;在導(dǎo)軌上套一質(zhì)量為m的小圓環(huán),原長為2R的彈性輕繩穿過圓環(huán),繩端點固定在A、B兩點,已知彈性輕繩滿足胡克定律,在C處施加與AB方向平行斜向上的外力F (圖中沒有畫出),使得彈性繩ACBC兩部分分別處于豎直方向和水平方向,此時小圓 環(huán)和軌道恰好無相互作用力,重力加速度為g,不計一切摩擦.

1)求外力F的大小以及彈性輕繩的勁度系數(shù)k;

2)撤去外力F,圓環(huán)由C點靜止釋放,當(dāng)圓環(huán)運動到導(dǎo)軌的最低點D時,求圓環(huán)的速率vD以及軌道對圓環(huán)的作用力FN

3)小圓環(huán)由CD過程中,求小圓環(huán)機(jī)械能最小時的速度大小.(彈性輕繩形變量為x時具有彈性勢能為E=

【答案】(1) F=k= (2) ,FN=2mg+mg (3) v=

【解析】

1)在C點:對圓環(huán)的受力如圖,建立坐標(biāo)系

水平方向:

Fcos30°=kx

豎直方向:

Fsin30°+kx=mg

由幾何關(guān)系:

x=R+2Rcos30°-2R

由①②③解得:

F=

K=

2)對圓環(huán):

CD的過程中:C、D兩點彈性輕繩的伸長量相同,所以彈性勢能相同

由動能定理:

mg

可得:

D點時:由牛頓第二定律

FN+kxcos30°+kxsin30°-mg=

代入數(shù)據(jù)得

FN=2mg+mg

3)圓環(huán)從C運動到D的過程中,機(jī)械能守恒,由數(shù)學(xué)知識可知,在CD中點時,彈性繩長度最大,即彈性勢能最大,機(jī)械能最小,由機(jī)械能守恒定律可得

Mg(Rcos30°-R)=mv2+k(2R-2R)2-kx2

x =R-R

解之得:

v=

練習(xí)冊系列答案
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【題目】某同學(xué)站在電梯底板上,如圖所示的v-t圖像是計算機(jī)顯示電梯在某一段時間內(nèi)速度變化的情況(豎直向上為正方向)。根據(jù)圖像提供的信息,可以判斷下列說法中正確的是(

A. 在0-20s內(nèi),電梯向上運動,該同學(xué)處于超重狀態(tài)

B. 在0-5s內(nèi),電梯在加速上升,該同學(xué)處于失重狀態(tài)

C. 在5s-10s內(nèi),電梯處于靜止?fàn)顟B(tài),該同學(xué)對電梯底板的壓力等于他所受的重力

D. 在10s-20s內(nèi),電梯在減速上升,該同學(xué)處于失重狀態(tài)

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體靜止在粗糙的水平地面上,一質(zhì)量為m的滑塊沿斜面勻加速下滑,斜面體對地面壓力為F1;現(xiàn)施加一平行斜面向下的推力F作用于滑塊,在物塊沿斜面下滑的過程中,斜面體對地面壓力為F2。則

A.F2>(M+m)g, F2> F1

B.F2>(M+m)g, F2= F1

C.F2<(M+m)g, F2> F1

D.F2<(M+m)g, F2= F1

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【題目】如圖所示,其中電流表A的量程為3A,表盤均勻劃分為30個小格,每一小格表示0.1A;的阻值等于電流表內(nèi)阻的;的阻值等于電流表內(nèi)阻的3倍。若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值,則下列分析正確的是( 。

A.將接線柱1、2接入電路時,每一小格表示0.1A

B.將接線柱12接入電路時,每一小格表示0.3A

C.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.4A

D.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.1A

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【題目】如圖所示是示波管的原理示意圖,XX′YY′上不加電壓時,在熒光屏的正中央出現(xiàn)一亮斑,現(xiàn)將XX′YY′分別連接如圖甲乙所示電壓,從熒光屏正前方觀察,你應(yīng)該看到的是圖中哪一個圖形?

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有兩個做勻變速直線運動的質(zhì)點,下列說法中正確的是( )

A. 經(jīng)過相同的時間,速度大的質(zhì)點加速度必定大

B. 若初速度相同,速度變化大的質(zhì)點加速度必定大

C. 若加速度相同,初速度大的質(zhì)點的末速度一定大

D. 相同時間里,加速度大的質(zhì)點速度變化必定大

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【題目】如圖所示,光滑圓形管道固定在豎直面內(nèi),直徑略小于管道內(nèi)徑可視為質(zhì)點的小球A、B質(zhì)量分別為mA、mB,A球從管道最高處由靜止開始沿管道下滑,與靜止于管道最低處的B球相碰,碰后A、B球均能剛好到達(dá)與管道圓心O等高處,關(guān)于兩小球質(zhì)量比值mA:mB的說法正確的是(  )

A. +1 B. -1 C. 1 D.

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【題目】關(guān)于核反應(yīng)方程ΔE為釋放出的核能,X為新生成粒子),已知的半衰期為T,則下列說法正確的是( 。

A.沒有放射性

B.1個中子,X粒子是從原子核中射出的,此核反應(yīng)為β衰變

C.N0經(jīng)2T時間因發(fā)生上述核反應(yīng)而放出的核能為N0數(shù)值很大)

D.的比結(jié)合能為

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A.9N0NB.7N2NC.3N6ND.1N8N

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