【題目】將輕質(zhì)彈簧豎立在水平地面上在其頂端將一質(zhì)量為3m的物體由靜止釋放當(dāng)彈簧被壓到最短時(shí)，彈簧壓縮量為l。QN是一水平光滑軌道，N端與半徑為l的光滑半圓管道相切，管道的直徑MN豎直，如圖所示。現(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在Q點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為m的小球P接觸但不連接。用外力緩緩?fù)苿?dòng)小球P，將彈簧壓縮后放開(kāi)，P開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g，半圓管道的管口略大于小球直徑。求：

（1）小球P到達(dá)M點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的作用力；

（2）小球P離開(kāi)管道后落回到NQ上的位置與N點(diǎn)間的距離。

【答案】（1）mg方向豎直向上（2）

【解析】

（1）依題意可知，當(dāng)彈簧豎直放置，長(zhǎng)度被壓縮l時(shí)，質(zhì)量為3m的物體的動(dòng)能為零，其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。由機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢(shì)能為

①

設(shè)小球P到達(dá)M點(diǎn)時(shí)的速度大小為，由能量守恒定律得

②

聯(lián)立①②式，代入題給數(shù)據(jù)得

③

在M點(diǎn)，設(shè)小球P到達(dá)M點(diǎn)時(shí)的項(xiàng)對(duì)小球的印用力為.

④

代入數(shù)據(jù)

.

根據(jù)牛頓第三定律可知，，方向豎直向上

（2）設(shè)P離開(kāi)M點(diǎn)后，落回到軌道NQ所需的時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

⑤

P落回到NQ的位置與N點(diǎn)之間的距離為

⑥

聯(lián)立⑤⑥式得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．若不計(jì)粒子的重力，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.a粒子動(dòng)能較小

B.a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電

C.b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)

D.b粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在探究?jī)呻姾砷g相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，一同學(xué)猜想可能與兩電荷的間距和帶電荷量有關(guān)，他選用帶正電的小球A和B，A球放在可移動(dòng)的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn)，如圖所示.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近，觀察到兩球距離越小，B球懸線的偏角越大，再保持兩球距離不變，改變小球所帶的電荷量，觀察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大.

實(shí)驗(yàn)表明：兩電荷之間的相互作用力，隨其距離的______而增大，隨其所帶電荷量的______而增大.此同學(xué)在探究中應(yīng)用的科學(xué)方法是______（選填“累積法”“等效替代法”“控制變量法”或“演繹法”）.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一含有光電管的電路如圖甲所示，乙圖是用a、b、c光照射光電管得到的I—U圖線，、表示截止電壓，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.甲圖中光電管得到的電壓為正向電壓

B.a、c光的波長(zhǎng)相等

C.a、c光的光強(qiáng)相等

D.a、b光的波長(zhǎng)相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率為P，導(dǎo)體棒最終以的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g，下列選項(xiàng)正確的是（ ）

A．

B．

C．當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度為

D．在速度達(dá)到以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】利用螺旋測(cè)微器、米尺和如圖甲所示的器材(其中電流表的內(nèi)阻為1 Ω，電壓表的內(nèi)阻為5 kΩ)測(cè)量一根粗細(xì)均勻的阻值約為5 Ω的金屬絲的電阻率．

(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中的器材連接成實(shí)物電路，要求連線不能交叉，電流表、電壓表應(yīng)該選擇合適的量程(已知電源的電動(dòng)勢(shì)為6 V，滑動(dòng)變阻器的阻值為0～20 Ω)________．

甲

乙

丙

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑和用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度示數(shù)如圖5所示，電流表、電壓表的讀數(shù)如圖丙所示．則金屬絲兩端的電壓U＝________，電流I＝________，金屬絲的長(zhǎng)度L＝__________，直徑d＝________.

(3)該金屬絲的電阻率是________．(保留兩位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.15T，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在半徑R=0.20m的圓形區(qū)域內(nèi)，圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O，右端與邊界MN相切于x軸上的A點(diǎn)．MN右側(cè)有平行于x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．置于坐標(biāo)原點(diǎn)O的粒子源，可沿x軸正方向射出速度的帶正電的粒子流，比荷為．不計(jì)粒子重力．右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為現(xiàn)以過(guò)O點(diǎn)并垂直于紙面的直線為軸，將圓形磁場(chǎng)區(qū)域按逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)90．求：

(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑；

(2)在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)過(guò)程中，粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后，途經(jīng)MN進(jìn)入電場(chǎng)，求粒子經(jīng)過(guò)MN時(shí)離A點(diǎn) 最遠(yuǎn)的位置B到A點(diǎn)的距離L1；

(3)通過(guò)B點(diǎn)的粒子進(jìn)人電場(chǎng)后，再次經(jīng)過(guò)MN時(shí)距B點(diǎn)的距離L2為多大?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，N=50匝的矩形線圈abcd，ab邊長(zhǎng)l1=20 cm，ad邊長(zhǎng)l2=25 cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過(guò)線圈中線的OO′軸以n=3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈電阻r=1Ω，外電路電阻R=9Ω，t=0時(shí)，線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里。（計(jì)算時(shí)取π=3）

(1)在圖中標(biāo)出t=0時(shí)感應(yīng)電流的方向并寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；

(2)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做多少功？

(3)從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在探究合力的方法時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩．實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧秤通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條．

（1）同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有如下議論，其中對(duì)減小實(shí)驗(yàn)誤差有益的說(shuō)法是____（填字母代號(hào)）

A．兩細(xì)繩必須等長(zhǎng)

B．彈簧秤，細(xì)繩，橡皮條都應(yīng)與木板平行

C．用兩彈簧秤同時(shí)拉細(xì)繩時(shí)兩彈簧秤示數(shù)適當(dāng)大一些

D．拉橡皮條的細(xì)繩要長(zhǎng)些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些

（2）當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖1所示．這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出，由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為_____牛和______牛．

（3）在圖2的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力_____及它們的合力并利用所作圖求出合力大小．_____

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案