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如圖所示,一內壁光滑的細管彎成半徑為R=0.4m的半圓形軌道CD,豎直放置,其內徑略大于小球的直徑,水平軌道與豎直半圓軌道在C點連接完好。置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連,B處為彈簧的自然狀態(tài)。將一個質量為m=0.8kg的小球放在彈簧的右側后,用力向左側推小球而壓縮彈簧至A處,然后將小球由靜止釋放,小球運動到C處后對軌道的壓力為F1=58N。水平軌道以B處為界,左側AB段長為x=0.3m,與小球的動摩擦因數(shù)為,右側BC段光滑。g=10m/s2,求:

(1)彈簧在壓縮時所儲存的彈性勢能。
(2)小球運動到軌道最高處D點時對軌道的壓力大小。

(1) 11.2J (2) 10N

解析試題分析:(1)球運動到C處時,由牛頓第二定律得:F1-mg=m
得,v1
代入解得,v1=5m/s
根據動能定理得,Ep?μmgx=
代入解得,EP=11.2J
(2)小球從C到D過程,由機械能守恒定律得,
代入解得,v2=3m/s
由于v2=2m/s,所以小球在D處對軌道外壁有壓力,由牛頓第二定律得
F2+mg=m
代入解得,F(xiàn)2=10N
根據牛頓第三定律得,小球對軌道的壓力為10N.
考點:動能定理及牛頓定律。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分)、如圖,質量m=1kg的滑塊放在質量M=1kg的長木板左端,木板放在光滑的水平面上,滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.1,木板長L=75cm,開始時兩者都 處在靜止狀態(tài),F(xiàn)用水平向右的恒力F拉小滑塊向木板的右端運動,為了在0.5s末使滑塊從木板右端滑出,拉力F應多大?此過程產生的熱量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖甲所示,兩平行金屬板A、B的板長l=0.20 m,板間距d=0.20 m,兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓,并在兩板間形成交變的勻強電場,忽略其邊緣效應。在金屬板右側有一方向垂直于紙面向里的勻強磁場,其左右寬度D="0.40" m,上下范圍足夠大,邊界MN和PQ均與金屬板垂直。勻強磁場的磁感應強度B=1.0×10-2 T,F(xiàn)從t=0開始,從兩極板左端的中點O處以每秒鐘1000個的速率不停地釋放出某種帶正電的粒子,這些粒子均以vo=2.0×105 m/s的速度沿兩板間的中線射入電場,已知帶電粒子的比荷=1.0×108 C/kg,粒子的重力和粒子間的相互作用都忽略不計,在粒子通過電場區(qū)域的極短時間內極板間的電壓可以看作不變.求:

(1)  t=0時刻進入的粒子,經邊界MN射入磁場和射出磁場時兩點間的距離;
(2) 當兩金屬板間的電壓至少為多少時,帶電粒子不能進入磁場;
(3) 在電壓變化的第一個周期內有多少個帶電的粒子能進入磁場。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上,如圖所示,AB段水平,BD段是半徑為R的半圓弧,有一電荷量為Q的正點電荷固定在圓心O點。一質量為m、電荷量為q的帶正電小環(huán)套在光滑絕緣桿上,在大小為F的水平恒力作用下從C點由靜止開始運動,到B點時撤去恒力,小環(huán)繼續(xù)運動到達D點,已知CB間距為4R/3。(提示:根據電磁學有關知識,在某一空間放一電荷量為Q的正點電荷,則距離點電荷為r的某點的電勢為,其中k為靜電力常量,設無窮遠處電勢為零)。

(1)定性說明從C運動到D過程小環(huán)的電勢能如何變化
(2)小環(huán)在C點時加速度為多大
(3)求水平恒力F的最小值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,質量為的滑塊,在水平力作用下靜止在傾角為的光滑斜面上,斜面的末端B與水平傳送帶相接(物塊經過此位置滑上皮帶時無能量損失),傳送帶的運行速度為,長為。今將水平力撤去,當滑塊滑到傳送帶右端C時,恰好與傳送帶速度相同。已知滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為()。求:

(1)水平力撤去后,滑塊(在斜面上)的加速度大;
(2)滑塊下滑的高度;
(3)若滑塊進入傳送帶時速度大于,則滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產生的熱量為多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,在同一豎直平面上, 質量為2m的小球靜止在光滑斜面底部的壓縮彈簧的頂端此時小球距斜面頂端的高度為.解除彈簧的鎖定后,小球沿斜面向上運動.離開斜面后,達到最高點時(此時球的速度恰好水平)與靜止懸掛在此處的小球發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球剛好能擺到與懸點同一高度,球沿水平方向拋射落在水平面上的點, 點的投影的距離為.已知球質量為,懸繩長,視兩球為質點,重力加速度為,不計空氣阻力.求:

(1)球在兩球碰撞后瞬間受到懸繩拉力的大小.
(2)球在兩球碰撞前瞬間的速度大小.
(3)彈簧的彈力對球所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,一個絕緣光滑圓環(huán)豎直放在水平向右的勻強電場中,圓環(huán)半徑大小為R=1.0m,電場強度大小為E=6.0×106v/m,現(xiàn)將一小物塊由與圓心O等高的位置A點靜止釋放,已知小物塊質量為m=1.6kg,電荷量為q=+2.0×10-6C,釋放后滑塊將沿著圓環(huán)滑動。小物塊可視為質點,g取10m/s2。求:

(1)當物塊滑到圓環(huán)最低點B時對軌道的壓力大小
(2)若在圓環(huán)最低點B點給小物塊一個水平向左的初速度,那么物塊能否緊貼圓環(huán)在豎直平面內做圓周運動。(寫出詳細分析、判定過程)(已知:;

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(19分)如圖所示,在鉛板A上放一個放射源C可向各個方向射出速率為射線,B為金屬網,A、B連接在電路上,電源電動勢為,內阻為,滑動變阻器總阻值為,圖中滑動變阻器滑片置于中點,A、B間距為d,M為熒光屏(足夠大),它緊挨者金屬網外側,已知粒子的質量為,不計射線所形成的電流對電路的影響,求:

(1)閉合開關S后,AB間的場強的大小是多少?
(2)粒子到達金屬網B的最長時間?
(3)切斷開關S,并撤去金屬網B,加上垂直紙面向內、范圍足夠大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,設加上B后粒子仍能到達熒光屏。這時在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,傾角為370的粗糙斜面固定于水平地面上,質量m=2kg的木塊從斜面底端以4m/s的初速度滑上斜面,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25,假設斜面足夠長。()求:

(1)木塊在上滑過程中加速度的大;
(2)木塊在斜面上運動的總時間。

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