【題目】.如圖所示,一半徑為R的絕緣圓形軌道豎直放置,圓軌道最低點(diǎn)B點(diǎn)與一條水平軌道相連,軌道是光滑的,軌道所在空間存在水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m帶正電的小球,設(shè)A、B間的距離為S。已知小球受到的電場(chǎng)力大小等于小球重力的倍,C點(diǎn)為圓形軌道上與圓心O的等高點(diǎn)。(重力加速度為g)
(1)若S=3R,求小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小;
(2)為使小球恰好能在圓軌道內(nèi)完成圓周運(yùn)動(dòng),求S的值;
(3)若滿足(2)中條件,求小球?qū)壍赖淖畲髩毫Α?/span>
【答案】(1) 10mg (2) (3)10mg
【解析】試題分析:小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到重力與電場(chǎng)力作用,根據(jù)動(dòng)能定理求出小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度,然后在C點(diǎn)小球做圓周運(yùn)動(dòng),軌道的彈力與電場(chǎng)力的合力提供向心力,由牛頓第二定律可以求出彈力;小球剛好在圓軌道內(nèi)完成圓周運(yùn)動(dòng)等效最高點(diǎn),由牛頓第二定律與動(dòng)能定理可以求出S大;找出等效最低點(diǎn)時(shí)速度最大,由牛頓第二定律與動(dòng)能定理可以求出最大壓力。
(1)由題可知電場(chǎng)力
根據(jù)動(dòng)能定理從A到C得C點(diǎn)的速度:
在C點(diǎn),由牛頓第二定律得:
聯(lián)立以上并帶入數(shù)據(jù)解得:
(2)為了使小球剛好在圓軌道內(nèi)完成圓周運(yùn)動(dòng),小球到達(dá)某點(diǎn)時(shí)恰好受重力和電場(chǎng)力,此時(shí)
有:
在E點(diǎn)由牛頓第二定律得:
其中:
根據(jù)動(dòng)能定理從A到E點(diǎn)有:
聯(lián)立以上并帶入數(shù)據(jù)解得:
(3)在F點(diǎn)時(shí)速度最大,壓力也最大
在F點(diǎn)由牛頓第二定律得:
根據(jù)動(dòng)能定理從A到F點(diǎn)有:
其中:
聯(lián)立以上并帶入數(shù)據(jù)解得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,質(zhì)量m=2 kg的物體置于傾角為θ=53°的固定斜面的底端(斜面足夠長(zhǎng)),對(duì)物體施加平行于斜面向上的拉力F,t1=2 s時(shí)拉力大小變?yōu)樵瓉?lái)的三分之一并反向,t2=3 s時(shí)撤去外力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v-t圖象如圖乙所示,設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10 m/s 2,sin 53°=0.8,求:
(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和拉力F的大;
(2)3 s后再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間物體回到斜面底端。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】牛頓是經(jīng)典力學(xué)的奠基人。下列說(shuō)法正確的是( 。
A.力是不能離開(kāi)施力物體和受力物體而獨(dú)立存在的
B.兩個(gè)力大小相等、作用點(diǎn)相同,就可以說(shuō)這兩個(gè)力相等
C.物體受力越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)娇,說(shuō)明物體受力大時(shí)比受力小時(shí)的慣性小
D.牛頓第一定律又被稱為慣性定律,速度大的物體慣性一定大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,一上端開(kāi)口、下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管豎直放置.玻璃管的下部封有長(zhǎng)ll=25.0cm的空氣柱,中間有一段長(zhǎng)為l2=25.0cm的水銀柱,上部空氣柱的長(zhǎng)度l3=40.0cm.已知大氣壓強(qiáng)為P0=75.0cmHg.現(xiàn)將一活塞(圖中未畫(huà)出)從玻璃管開(kāi)口處緩緩?fù)峦,使管下部空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?/span>l'1=20.0cm.假設(shè)活塞下推過(guò)程中沒(méi)有漏氣,求活塞下推的距離.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形,BC邊水平,AC邊豎直,∠ABC=β,∠A=α,AB及AC兩邊上分別套有細(xì)線系著的銅環(huán)M、N,當(dāng)它們靜止時(shí),細(xì)線跟AB所成的角γ,跟AC所成的角大小為θ(細(xì)線長(zhǎng)度小于BC)則
A. γ=β B. θ= C. θ> D. β <γ<
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象,求:
(1)物體在第1秒末的加速度的大。
(2)物體在5s內(nèi)的位移;
(3)物體在7s內(nèi)的平均速度和平均速率(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示正方形區(qū)域內(nèi),有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一束質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電粒子,以不同的速率,沿著相同的方向,對(duì)準(zhǔn)正方形區(qū)域的中心射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),又都從該磁場(chǎng)中射出,若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 這些粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等
B. 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短的粒子,其速率越小
C. 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短的粒子,其軌道半徑越大
D. 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短的粒子,其通過(guò)的路程越小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一鉛筆盒靜止放在水平桌面上,鉛筆盒對(duì)桌面施加壓力F,桌面對(duì)鉛筆盒施加支持力N,下列說(shuō)法正確的是( )
A.F是由于桌面形變產(chǎn)生的
B.N是由于桌面形變產(chǎn)生的
C.鉛筆盒對(duì)桌面的壓力是由于鉛筆盒的重力產(chǎn)生的
D.鉛筆盒能夠靜止是因?yàn)樽烂鎸?duì)鉛筆盒有摩擦力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為km小球a,用l1=0.4m的細(xì)線懸掛于O1點(diǎn),質(zhì)量為m小球b,用l2=0.8m的細(xì)線懸掛于O2點(diǎn),且O1、O2兩點(diǎn)在同一條豎直線上。讓小球a靜止下垂,將小球b向右拉起,使細(xì)線水平,從靜止釋放,兩球剛好在最低點(diǎn)對(duì)心相碰。相碰后,小球a向左擺動(dòng),細(xì)線與豎直方向最大偏角為600,兩小球可視為質(zhì)點(diǎn),空氣阻力忽略不計(jì),僅考慮首次碰撞。取g=10m/s2。
求:(1)兩球相碰前小球b的速度大。
(2)討論k可能的取值范圍
(3)所有滿足題干要求的碰撞情形中,k取何值時(shí)?機(jī)械能損失最多。
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