兩支完全相同的光滑直角彎管(如圖所示)現(xiàn)有兩只相同小球a和a/ 同時(shí)從管口由靜止滑下，問(wèn)誰(shuí)先從下端的出口掉出？(假設(shè)通過(guò)拐角處時(shí)無(wú)機(jī)械能損失) 

a球先到


解析:

首先由機(jī)械能守恒可以確定拐角處v1> v2，而兩小球到達(dá)出口時(shí)的速率v相等。又由題意可知兩球經(jīng)歷的總路程s相等。由牛頓第二定律，小球的加速度大小a=gsinα，小球a第一階段的加速度跟小球a/第二階段的加速度大小相同（設(shè)為a1）；小球a第二階段的加速度跟小球a/第一階段的加速度大小相同（設(shè)為a2），根據(jù)圖中管的傾斜程度，顯然有a1> a2。根據(jù)這些物理量大小的分析，在同一個(gè)v-t圖象中兩球速度曲線下所圍的面積應(yīng)該相同，且末狀態(tài)速度大小也相同（縱坐標(biāo)相同）。開(kāi)始時(shí)a球曲線的斜率大。由于兩球兩階段加速度對(duì)應(yīng)相等，如果同時(shí)到達(dá)（經(jīng)歷時(shí)間為t1）則必然有s1>s2，顯然不合理。考慮到兩球末速度大小相等（圖中vm），球a/ 的速度圖象只能如藍(lán)線所示。因此有t1< t2，即a球先到。

   

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：高中物理復(fù)習(xí)題 題型：038

如圖所示,M,N及M',N'是兩組平行的光滑金屬導(dǎo)軌,都水平放置,M,N在M',N'的上方,二者如圖所示連接著,間距分別為d及d/3.空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是B．A．b是兩根質(zhì)量都是m,長(zhǎng)度、電阻都相同的金屬棒,分別放在兩導(dǎo)軌上,并都與導(dǎo)軌垂直,其中a棒用兩條長(zhǎng)為l的細(xì)線懸掛在支架上,線伸直且棒與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)將a棒向右拉,使兩線伸直且處于水平位置,從靜止釋放,a擺下與導(dǎo)軌接觸后繼續(xù)向左擺動(dòng),至最大高度時(shí)用手接住,此時(shí)線與豎直方向的夾角為60°．求

(1)當(dāng)a離開(kāi)導(dǎo)軌后,b棒的運(yùn)動(dòng)速度大小及方向．

(2)若導(dǎo)軌電阻不計(jì),由于電磁輻射而損耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳熱．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示,M,N及M',N'是兩組平行的光滑金屬導(dǎo)軌,都水平放置,M,N在M',N'的上方,二者如圖所示連接著,間距分別為d及d/3.空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是B．A．b是兩根質(zhì)量都是m,長(zhǎng)度、電阻都相同的金屬棒,分別放在兩導(dǎo)軌上,并都與導(dǎo)軌垂直,其中a棒用兩條長(zhǎng)為l的細(xì)線懸掛在支架上,線伸直且棒與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)將a棒向右拉,使兩線伸直且處于水平位置,從靜止釋放,a擺下與導(dǎo)軌接觸后繼續(xù)向左擺動(dòng),至最大高度時(shí)用手接住,此時(shí)線與豎直方向的夾角為60°．求

(1)當(dāng)a離開(kāi)導(dǎo)軌后,b棒的運(yùn)動(dòng)速度大小及方向．

(2)若導(dǎo)軌電阻不計(jì),由于電磁輻射而損耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳熱．

 

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科目：高中物理 來(lái)源：同步題 題型：計(jì)算題

兩支完全相同的光滑直角彎管，如圖所示在豎直平面內(nèi)放置，現(xiàn)有兩只相同的小球a和a'同時(shí)從管口由靜止滑下，問(wèn)誰(shuí)先從下端的出口掉出？

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