【題目】某髙中興趣學(xué)習(xí)小組成員,在學(xué)習(xí)完必修1與必修2后設(shè)計出如圖所示的實驗。OA為一水平彈射器,彈射口為A。ABCD為一光滑曲管,CD為半徑R=0.2m的四分之一圓環(huán)軌道(各連接處均圓滑連接)其圓心為O’,其中AB、O’C水平,BC為豎直桿(長度可調(diào)節(jié))。D的正下方E開始向右水平放置一塊橡皮泥板EF,長度足夠長,F(xiàn)讓彈射器彈射出一質(zhì)量m=0.1kg的小環(huán),小環(huán)從彈射口A射出后沿光滑曲桿運動到D處飛出,不計小環(huán)在各個連接處的能量損失和空氣阻力。已知彈射器每次彈射出的小環(huán)具有相同的初速度。某次實驗中小組成員調(diào)節(jié)BC高度h=0.8m,彈出的小環(huán)從D處飛出,現(xiàn)測得環(huán)從D處飛出時速度vD=4m/s,求:(結(jié)果可用根式表示)

(1) 彈射器釋放的彈性勢能Ep及小環(huán)在D處對圓環(huán)軌道的壓力大小與方向;

(2) 小環(huán)落地點離E的距離(已知小環(huán)落地時與橡皮泥板接觸后不再運動)

【答案】(1)7N,方向豎直向上;(2)m

【解析】

因不計小環(huán)在各個連接處的能量損失和空氣阻力,小環(huán)機械能守恒。小環(huán)從彈出到運動到D點根據(jù)機械能守恒定律可求射出時的彈性勢能;根據(jù)牛頓第二定律可求軌道對小環(huán)的彈力根據(jù)牛頓第三定律,可求小環(huán)對圓軌道的壓力;從D點飛出后,根據(jù)平拋運動的規(guī)律可求水平位移。

根據(jù)機械能守恒定律

代入數(shù)據(jù)得:Ep=1.8J

對小球在最高點D受力分析,設(shè)圓軌道對小環(huán)的彈力為FN,方向向下,由牛頓第二定律得:FN+mg=

代入數(shù)據(jù)解得:FN=7N

根據(jù)牛頓第三定律,小環(huán)對圓軌道的壓力大小為7N,方向豎直向上;

(2)小環(huán)離開軌道后做平拋運動,由平拋運動的規(guī)律得:

R+h=

聯(lián)立解得:x=m

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,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,平行板電容器兩金屬板水平放置,開關(guān)S是閉合的,兩板間一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止狀態(tài),G為靈敏電流計。則以下說法正確的是( )

A. 在將滑動變阻器滑片P向上移動的過程中,油滴向上加速運動,G中有從ba的電流

B. 在將滑動變阻器滑片P向下移動的過程中,油滴向下加速運動,G中有從ba的電流

C. 在將滑動變阻器滑片P向上移動的過程中,油滴仍然靜止,G中有從ab的電流

D. 在將S斷開后,油滴仍保持靜止狀態(tài),G中無電流通過

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖示是一做勻變速直線運動的質(zhì)點的位置-時間圖像(x-t圖像),P(t1,x1)為圖像上一點。PQ為過P點的切線,與x軸交于點Q(0,x2)。則下列說法正確的是(

A. t1時刻,質(zhì)點的速率為

B. t1時刻,質(zhì)點的速率為

C. 質(zhì)點的加速度大小為

D. 0~ t1時間內(nèi),質(zhì)點的平均速度大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在地球表面用彈簧秤懸掛一個小球處于靜止時,示數(shù)為F,假如宇航員登上某個半徑為地球2倍的行星表面,仍用彈簧秤懸掛這個小球處于靜止,彈簧秤示數(shù)為F/4,則下列說法正確的是

A. 這個行星的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為11

B. 這個行星的自轉(zhuǎn)周期與地球的自轉(zhuǎn)周期之比為21

C. 這個行星的重力加速度與地球的重力加速度之比為14

D. 這個行星的平均密度與地球的平均密度之比為14

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線PQMN間存在水平勻強電場,一帶電粒子質(zhì)量為,帶電量為,從a點由靜止開始經(jīng)電壓為U=100 V的電場加速后,垂直于勻強電場方向進入勻強電場,從虛線MN上的某點b(圖中未畫出)離開勻強電場時速度與電場方向成30角.已知PQ、MN間距離為20 cm,帶電粒子的重力忽略不計.求:

帶電粒子剛進入勻強電場時的速度;

勻強電場的電場強度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,B為線段AC的中點,如果在A處放一個+Q的點電荷,測得B處的場強EB48 N/C,則(   )

A. 若要使EB0,可在C處放一個-Q的點電荷

B. q109 C的點電荷放在C點,則其所受電場力的大小為6×109 N

C. EC12 N/C

D. EC24 N/C

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】通過實驗描繪一個“2V,1W”小燈泡的 U-I 曲線,可供選擇的儀器有:

A.量程 0~0.6A,內(nèi)阻約 0.2Ω的電流表

B.量程 0~100mA,內(nèi)阻約的電流表

C.量程 0~3V,內(nèi)阻約 10kΩ的電壓表

D.量程 0~15V,內(nèi)阻約 50kΩ的電壓表

E.最大阻值 20Ω,額定電流為 1A 的滑動變阻器

F.最大阻值 1kΩ,額定電流為 0.1A 的滑動變阻器

G.蓄電池 4V、導(dǎo)線、開關(guān)等

①為了調(diào)節(jié)方便、測量準確,實驗中應(yīng)選用電流表____電壓表____,滑動變阻器_____(填器材前的字母)

在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線,將實驗電路實物圖連接好______________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,導(dǎo)體球A與導(dǎo)體球殼B同心,原來都不帶電,也不接地,設(shè)M、N兩點的場強大小為EMEN,下列說法中正確的是(  )

A. 若使A帶電,則EM≠0,EN=0

B. 若使B帶電,則EM=0,EN≠0

C. 若使A、B兩球分別帶上等量異種電荷,則EM≠0,EN=0

D. 若使A球帶電,B球接地,則EM=0,EN=0

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于磁場,下列說法中正確的是( 。

A. 帶電粒子在磁場中運動時一定會受到洛侖茲力的作用

B. 磁感應(yīng)強度的大小和方向與放在其中的通電導(dǎo)線的受力大小和方向無關(guān)

C. 通電導(dǎo)線受到安培力大的地方磁感應(yīng)強度一定大

D. 根據(jù)公式T=,帶電粒子在勻強磁場中的運動周期T成反比

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