【題目】將一根長(zhǎng)為的光滑細(xì)鋼絲ABCDE制成如圖所示的形狀,并固定在豎直平面內(nèi).其中AD段豎直,DE段為圓弧,圓心為O,E為圓弧最高點(diǎn),CE、DO分別等高, .將質(zhì)量為m的小珠套在鋼絲上由靜止釋放,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g

(1)小珠由B點(diǎn)釋放,從E點(diǎn)滑出后恰好撞到D點(diǎn),求圓弧的半徑R;

(2)欲使小珠到達(dá)E點(diǎn)與鋼絲間的彈力超過(guò),求釋放小珠的位置范圍.

【答案】(1)2m 2低于0.75m 處或高于1.25m

【解析】【分解】小珠由B點(diǎn)釋放,到達(dá)E點(diǎn)滿足機(jī)械能守恒,由此求出小球到達(dá)E點(diǎn)的速度大小,從E點(diǎn)滑出做平拋運(yùn)動(dòng),利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解求出圓弧的半徑,由機(jī)械能守恒定律,結(jié)合牛頓第二定律求出釋放小珠的位置范圍。

解:1)由機(jī)械能守恒可知,小珠由C點(diǎn)釋放,到達(dá)E點(diǎn)時(shí),因CE等高,故到達(dá)E點(diǎn)的速度為零;

由題意: +R+=L

小珠由B點(diǎn)釋放,到達(dá)E點(diǎn)滿足機(jī)械能守恒:

E點(diǎn)滑出后恰好撞到D點(diǎn),則

聯(lián)立以上各式解得:R=2m

a.若小珠到達(dá)E點(diǎn),小珠上壁對(duì)鋼絲的彈力等于,則

假設(shè)從釋放點(diǎn)到E點(diǎn)高度為,由機(jī)械能守恒定律:

聯(lián)立解得:

b.若小珠到達(dá)E點(diǎn),小珠下壁對(duì)鋼絲的彈力等于,則

假設(shè)從釋放點(diǎn)到E點(diǎn)高度為,由機(jī)械能守恒定律:

聯(lián)立解得:

故當(dāng)小珠子從C點(diǎn)上方低于0.75m 處滑下或高于1.25m 處滑下時(shí),小珠到達(dá)E點(diǎn)與鋼絲間的彈力超過(guò)

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示,空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向下,從絕緣斜面上的M點(diǎn)沿水平方向拋出一帶電小球,最后小球落在斜面上的N點(diǎn),已知小球的質(zhì)量為m,初速度大小為,斜面傾角為,電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知,則下列說(shuō)法中正確的是

A. 可以斷定小球一定帶負(fù)電

B. 可以求出小球的落點(diǎn)N時(shí)速度的方向

C. 可以求出小球到達(dá)N點(diǎn)過(guò)程中重力和電場(chǎng)力對(duì)小球所做的總功

D. 可以斷定,當(dāng)小球的速度方向與斜面平行時(shí),小球與斜面間的距離最大

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A.物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度最大

B.物體從A下落到B的過(guò)程中,物體的機(jī)械能守恒

C.物體從A下落到B以及從B上升到A的過(guò)程中,動(dòng)能都是先變大后變小

D.物體從A下落到B的過(guò)程中的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和越來(lái)越

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(I)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道C點(diǎn)時(shí)的速度;

(2)帶電體最終停在何處:

(3)帶電體到達(dá)C點(diǎn)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng).

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A. 運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:2

B. 初速度之比為1:2

C. 落到斜面上時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為1:2

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(1)(b)所示為用游標(biāo)卡車測(cè)量小球直徑時(shí)的圖像,則小球直徑為_______mm;

(2)小球通過(guò)光電門的速度為_________(用題干中物理量的符號(hào)表示);

(3)彈簧壓縮x時(shí)具有的彈性勢(shì)能為___________ (用題干中物理量的符號(hào)表示);

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A. 靜止不動(dòng)

B. 向紙外平動(dòng)

C. N極向紙外,S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)

D. N極向紙內(nèi),S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)

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