【題目】如圖所示，BC為半徑r＝0.4 m豎直放置的用光滑細(xì)圓管制成的圓弧形軌道，O為軌道的圓心，在圓管的末端C連接傾斜角為45°、動摩擦因數(shù)μ＝0.6的足夠長粗糙斜面，一質(zhì)量為m＝0.5 kg的小球從O點(diǎn)正上方某處A點(diǎn)以速度v0水平拋出，恰好能垂直OB從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管，小球從進(jìn)入圓管開始受到始終豎直向上的力F＝5 N的作用，當(dāng)小球運(yùn)動到圓管的末端C時作用力F立即消失，小球能平滑地沖上粗糙斜面(取g＝10 m/s2)求：

（1）分析題目中“小球從O點(diǎn)正上方某處A點(diǎn)以速度v0水平拋出，恰好能垂直OB從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管”中垂直，指誰與OB垂直，并求OA的距離為多少？

（2）分析判斷小球在圓管中的運(yùn)動性質(zhì)，說明判斷依據(jù)，并求小球在圓管中運(yùn)動時對圓管的壓力是多少？

（3）求小球在CD斜面上運(yùn)動的最大位移是多少？

【答案】（1）指小球速度的方向與OB垂直，OA的距離為0.6 m.（2）小球在圓管中做勻速圓周運(yùn)動，因?yàn)樵谪Q直方向上拉力和重力合力為0，只受到圓管的只支持力來提送向心力，故做勻速圓周運(yùn)。5 N.（3）m.

【解析】

( 1 )小球從A運(yùn)動到B為平拋運(yùn)動，有

在B點(diǎn)有

聯(lián)立得v0=2m/s ， t=0.2s. 則AB豎直方向的距離為

OB豎直方向距離為:

則。

（2）在B點(diǎn)據(jù)平拋運(yùn)動的速度規(guī)律有

小球在管中的受力分析為三個力，由于重力與外加的力F平衡，故小球所受的合力僅為管的外軌對它的壓力，得小球在管中做勻速圓周運(yùn)動，由圓周運(yùn)動的規(guī)律得細(xì)管對小球的作用力為

根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)?xì)管的壓力為

（3）在CD上滑行到最高點(diǎn)過程，根據(jù)牛頓第二定律得

解得

根據(jù)速度位移關(guān)系公式，有

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ傾斜放置，上端用導(dǎo)線相連，導(dǎo)軌平面與水平方向成θ角，θ=37°，兩導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，金屬棒ab放置在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，金屬棒沿導(dǎo)軌下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。ab棒的質(zhì)量為m、接入電路部分的電阻為R，當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電荷量為q時，金屬棒恰好達(dá)到最大速度，導(dǎo)軌和上端金屬導(dǎo)線的電阻不計(jì)，則在金屬棒這一運(yùn)動過程中（　�。�

A.金屬棒兩端的最大電壓為

B.金屬棒受到安培力沖量大小為BqL

C.金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為

D.金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)驗(yàn)證物體質(zhì)量一定時加速度與合力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。主要思路是，通過改變懸掛小鉤碼的質(zhì)量，改變小車所受拉力，并測得小車的加速度。將每組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、畫線，觀察圖線特點(diǎn)。

（1）實(shí)驗(yàn)中為使小鉤碼的重力近似等于小車所受拉力，則鉤碼的質(zhì)量m和小車質(zhì)量M應(yīng)該滿足的關(guān)系為：___________。

（2）如圖所示為本實(shí)驗(yàn)中得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔為T，測量其中x1、x2、x3、x4、x5、x6。為了盡量減小誤差，則用T、x1、x2…x6表示小車加速度大小a=_______________。

（3）經(jīng)過6次實(shí)驗(yàn)，獲得了6組對應(yīng)的小車所受合力F、小車加速度a的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、畫線，得到如圖所示的a-F圖線。發(fā)現(xiàn)圖線不過原點(diǎn)，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)：并非人為的偶然誤差所致，那么，你認(rèn)為出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是： 。學(xué)習(xí)牛頓第二定律后，你認(rèn)為，圖中圖線的斜率表示 。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)直角坐標(biāo)系xOy中，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向，在x＜0的區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電揚(yáng)和垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，其他區(qū)域無電場和磁場。某時刻一帶正電小球從A（-L，0）點(diǎn)沿與x軸負(fù)方向成=53°角以初速度v0斜向上射出，恰好垂直y軸射出電、磁復(fù)合場區(qū)域。（已知電場強(qiáng)度大小為E，小球在復(fù)合場中運(yùn)動時速度大小不變，重力加速度大為g，sin53°=0.8，不計(jì)空氣。求：

(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

(2)小球運(yùn)動至x軸正半軸時的坐標(biāo)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在E＝103 V/m的豎直勻強(qiáng)電場中，有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接，半圓形軌道平面與電場線平行，其半徑R＝40 cm，N為半圓形軌道最低點(diǎn)，P為QN圓弧的中點(diǎn)，一帶負(fù)電q＝10－4 C的小滑塊質(zhì)量m＝10 g，與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.15，位于N點(diǎn)右側(cè)1.5 m的M處，g取10 m/s2，求：

(1)小滑塊從M點(diǎn)到Q點(diǎn)電場力做的功

(2)要使小滑塊恰能運(yùn)動到半圓形軌道的最高點(diǎn)Q，則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動？

(3)這樣運(yùn)動的小滑塊通過P點(diǎn)時對軌道的壓力是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個半圓柱體玻璃磚的橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。一束關(guān)于O點(diǎn)對稱的平行光垂直射向玻璃磚的下表面，入射光束在AB上的最大寬度為R，距離O點(diǎn)最遠(yuǎn)的光線到達(dá)上表面后恰好發(fā)生全反射，則該玻璃磚的折射率為________。若另一細(xì)光束在O點(diǎn)左側(cè)垂直于AB從圓弧表面射入此玻璃磚，細(xì)光束到O點(diǎn)的水平距離為，不考慮反射的情況，此光線從玻璃磚射出的位置與O點(diǎn)的距離為________（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外同一平面內(nèi)的圓形軌道上繞逆時針方向運(yùn)動的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（ ）

A. b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度

B. b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度

C. c加速可追上同一軌道上的b，b減速可等候同一軌道上的c

D. a衛(wèi)星由于某原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置。請思考探究思路并回答下列問題：

（1）為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是（_______）

A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運(yùn)動

B.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運(yùn)動

C.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動

D.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運(yùn)動

（2）某學(xué)生在平衡摩擦力時，使得長木板傾角偏大。他所得到的關(guān)系圖將是____________。（圖中是小車的加速度， 是細(xì)線作用于小車的拉力）

（3）消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，要用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時鉤碼質(zhì)量m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為__________；

（4）圖為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50Hz。根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為______m/s2。(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會形成電壓U。下列說法中正確的有

A.電壓U僅與材料有關(guān)

B.電壓U與電流I有關(guān)

C.若元件的載流子是自由電子，則C側(cè)面電勢低于D側(cè)面電勢

D.若元件的載流子是正粒子，則C側(cè)面電勢低于D側(cè)面電勢

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