【題目】如圖所示為豎直放置的四分之一光滑圓弧軌道，O點(diǎn)是其圓心，半徑R＝0.8 m，OA水平、OB豎直．軌道底端距水平地面的高度h＝0.8 m．從軌道頂端A由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量m1＝0.1 kg小球，小球到達(dá)軌道底端B時(shí)，恰好與靜止在B點(diǎn)的另一個(gè)小球m2發(fā)生碰撞，碰后它們粘在一起水平飛出，落地點(diǎn)C與B點(diǎn)之間的水平距離x＝0.4 m．忽略空氣阻力，重力加速度g＝10 m/s2.求：

（1）碰撞前瞬間入射小球的速度大小v1；

（2）兩球從B點(diǎn)飛出時(shí)的速度大小v2；

（3）碰后瞬間兩小球?qū)壍缐毫Φ拇笮。?/span>

【答案】（1）4 m/s （2）1 m/s （3）4.5 N

【解析】

（1）從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，由此求出入射小球的速度大�。�

（2）兩球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得兩球從B點(diǎn)飛出時(shí)的速度大��；

（3）由動(dòng)量守恒定律求出B點(diǎn)的小球的質(zhì)量，由牛頓第二定律求出小球受到的支持力，由牛頓第三定律求出兩小球?qū)壍缐毫Φ拇笮。?/span>

(1)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的小球向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，得：mgR＝

代入數(shù)據(jù)得：v1＝4 m/s

(2)兩球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：

豎直方向上有：h＝gt2

代入數(shù)據(jù)解得：t＝0.4 s

水平方向上有：x＝v2t

代入數(shù)據(jù)解得：v2＝1 m/s

(3)兩球碰撞，規(guī)定向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：

m1v1＝(m1＋m2)v2

解得：m2＝3m1＝3×0.1＝0.3 kg

碰撞后兩個(gè)小球受到的合外力提供向心力，

則：FN－(m1＋m2)g＝(m1＋m2)

代入數(shù)據(jù)得：FN＝4.5 N

由牛頓第三定律可知，小球?qū)壍赖膲毫σ彩?/span>4.5 N.

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】如圖所示，x軸正方向有以(0，0.10m)為圓心、半徑為r=0.10m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0×10-3T，方向垂直紙面向里。PQ為足夠大的熒光屏，在MN和PQ之間有方向豎直向下、寬度為2r的勻強(qiáng)電場(chǎng)(MN與磁場(chǎng)的右邊界相切)。粒子源中有帶正電的粒子不斷地由靜止電壓U=800V的加速電場(chǎng)加速。粒子經(jīng)加速后，沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)區(qū)域，再經(jīng)電場(chǎng)作用恰好能垂直打在熒光屏PQ上，粒子重力不計(jì)。粒子的比荷為=1.0×1010C/kg，。求：

(1)粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正方向夾角的正切值。

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。

(3)將粒子源和加速電場(chǎng)整體向下平移一段距離d(d<r)，粒子沿平行于x軸方向進(jìn)入磁場(chǎng)且在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)。求粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間(計(jì)算時(shí)π取3)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，面積S＝0.2m2、匝數(shù)n＝100匝的圓形線圈A，處在均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為B＝(6-0.02t)T，開(kāi)始時(shí)外電路開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，已知R1＝4Ω，R2＝6Ω，電容器電容C＝30μF，線圈內(nèi)阻不計(jì)，求：

(1)S閉合后，通過(guò)R2的電流大��；

(2)S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后又?jǐn)嚅_(kāi)，求斷開(kāi)S后流過(guò)R2的電荷量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，燈泡電阻恒定且小于電源內(nèi)阻，電表均為理想電表，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端向左端移動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 電容器C上電荷量增加

B. 燈泡L變亮

C. 電源輸出功率一定先增大再減小

D. 電壓表讀數(shù)的變化量與電流表讀數(shù)的變化量之比恒定

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)練習(xí)使用多用電表，請(qǐng)完成下列問(wèn)題。

（1）如圖所示是一多用電表的簡(jiǎn)化電路圖，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S旋轉(zhuǎn)至位置3時(shí)，可用來(lái)測(cè)量_____；旋轉(zhuǎn)至位置2時(shí)，多用表為一個(gè)倍率為“×10”的歐姆表，若該多用電表歐姆表盤刻度的中央刻度值為15則此時(shí)歐姆表內(nèi)阻為_____Ω．若表頭A的滿偏電流為50mA，則圖中電源的電動(dòng)勢(shì)為_____V。

（2）將一個(gè)二極管的兩極分別標(biāo)記為a和b，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S置于位置2，用紅表筆接a端，黑表筆接b端，指針幾乎不動(dòng)；紅表筆接b端，黑表筆接a端，指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則該二極管的正極是_____（填“a”或“b）端。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)人類能夠?qū)崿F(xiàn)太空移民。為此，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)巨型環(huán)狀管道式空間站�？臻g站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，人們生活在空間站的環(huán)形管道中，管道內(nèi)部截面為圓形，直徑可達(dá)幾千米，如圖（a）所示。已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，空間站總質(zhì)量為m，G為引力常量。

（1）空間站圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為2R，求空間站在軌道上運(yùn)行的線速度大小；

（2）為解決長(zhǎng)期太空生活的失重問(wèn)題，科學(xué)家設(shè)想讓空間站圍繞通過(guò)環(huán)心并垂直于圓環(huán)平面的中心軸旋轉(zhuǎn)，使在空間站中生活的人們獲得“人工重力”。該空間站的環(huán)狀管道內(nèi)側(cè)和外側(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離分別為r1、r2，環(huán)形管道壁厚度忽略不計(jì)，如圖（b）所示。若要使人們感受到的“人工重力”與在地球表面上受到的重力一樣（不考慮重力因地理位置不同而產(chǎn)生的差異且可認(rèn)為太空站中心軸靜止），則該空間站的自轉(zhuǎn)周期應(yīng)為多大；

（3）為進(jìn)行某項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，空間站需將運(yùn)行軌道進(jìn)行調(diào)整，先從半徑為2R的圓軌道上的A點(diǎn)（近地點(diǎn)）進(jìn)行第一次調(diào)速后進(jìn)人橢圓軌道。當(dāng)空間站經(jīng)過(guò)橢圓軌道B點(diǎn)（遠(yuǎn)地點(diǎn)）時(shí)，再進(jìn)行第二次調(diào)速后最終進(jìn)人半徑為3R的圓軌道上。若上述過(guò)程忽略空間站質(zhì)量變化及自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響，且每次調(diào)速持續(xù)的時(shí)間很短。

①請(qǐng)說(shuō)明空間站在這兩次調(diào)速過(guò)程中，速度大小是如何變化的；

②若以無(wú)窮遠(yuǎn)為引力勢(shì)能零點(diǎn)，空間站與地球間的引力勢(shì)能為，式中r表示空間站到地心的距離，求空間站為完成這一變軌過(guò)程至少需要消耗多少能量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)水平放置的固定直圓筒，左右都與大氣相通，內(nèi)部橫截面積為S=0.0lm2。中間用兩個(gè)活塞A和B封住一定質(zhì)量的理想氣體。A、B都可以沿圓筒無(wú)摩擦地左右滑動(dòng)，但不漏氣。A的質(zhì)量可以不計(jì)，B的質(zhì)量為M，并與一個(gè)勁度系數(shù)為5×103N/m的彈簧相連。已知大氣壓強(qiáng)P0=1×105Pa，平衡時(shí)，兩個(gè)活塞間的距離L0=0.6m�，F(xiàn)在保持溫度不變，用一水平外力F緩慢推活塞A向右移動(dòng)一段距離，系統(tǒng)最終保持靜止，此時(shí)外力大小為200N，求：在此過(guò)程活中活塞A向右移動(dòng)的距離.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的裝置圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）在實(shí)驗(yàn)操作中，下列說(shuō)法中正確的有_____（填序號(hào)）。

A．實(shí)驗(yàn)中，若要將砝碼（包括砝碼盤）的重力大小作為小車所受拉力F的大小，應(yīng)讓砝碼（包括砝碼盤）的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量

B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再釋放小車

C．每改變一次小車的質(zhì)量，都需要改變墊入的小木塊的厚度

D．先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

（2）圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡未標(biāo)出，測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)間的距離。已知所用電源的頻率為50Hz，打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝_____m/s，小車的加速度a＝_____m/s2．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）圖丙為研究“在外力一定的條件下，小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)所得的實(shí)驗(yàn)圖象，橫坐標(biāo)m為小車上砝碼的質(zhì)量。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第二定律成立，則小車的質(zhì)量為_____，受到的拉力為_____。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2018年5月，中國(guó)成功發(fā)射首顆高光譜分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星——“高分五號(hào)”。“高分五號(hào)”軌道離地面的高度約7.0×102km，質(zhì)量約2.8×103kg。已知地球半徑約6.4×103km。則“高分五號(hào)”衛(wèi)星

A. 運(yùn)行的速度小于7.9km/s

B. 運(yùn)行的加速度大于9.8km/s2

C. 運(yùn)行的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度

D. 運(yùn)行的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度

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