(10分)如圖所示,光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi)、管口B、C的連線是水平直徑,現(xiàn)有一帶正電小球(可視為質(zhì)點)從B點正上方的A點自由下落,A、B兩點間距離為4R,從小球進入管口開始,整個空間中突然加上一個勻強電場,電場力在豎直方向的分力與重力大小相等、方向相反,結果小球從管口C處脫離圓管后,其運動軌跡經(jīng)過A點,設小球在運動過程中電荷量不變,重力加速度為g.求:
(1)小球到達B點的速度大小;
(2)小球受到的電場力的大小和方向;
(3)小球經(jīng)過管口C處時對圓管壁的壓力.
(1) (2),方向斜向左上方與水平方向夾角450 (3),方向水平向右
解析試題分析:(1)小球從開始自由下落到到達管口B的過程中機械能守恒,故有:
小球到達B點時的速度大小為
(2)設電場力的水平分力為(方向水平向左),豎直分力為(方向水平向上),則
小球從B運動到C的過程中,由動能定理得:
小球從管口C處脫離圓管后,做類平拋運動,由于其軌跡經(jīng)過A點,有:
聯(lián)立以上各式,解得:
電場力的大小為:,方向斜向左上方與水平方向夾角450.
(3)小球經(jīng)過管口C處時,向心力由和圓管的彈力提供,設彈力的方向向左,則
解得:,方向向左
根據(jù)牛頓第三定律可知,小球經(jīng)過管口C處時對圓管的壓力為:,方向水平向右。
考點:機械能守恒定律,牛頓第二、第三定律,動能定理的應用
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,半徑為的 1/4光滑圓弧軌道最低點D與水平面相切,在D點右側(cè)處用長為的細繩將質(zhì)量為的小球B(可視為質(zhì)點)懸掛于O點,小球B的下端恰好與水平面接觸,質(zhì)量為的小球A(可視為質(zhì)點)自圓弧軌道C的正上方H高處由靜止釋放,恰好從圓弧軌道的C點切入圓弧軌道,已知小球A與水平面間的動摩擦因數(shù),細繩的最大張力,重力加速度為,試求:
(1)若,小球A到達圓弧軌道最低點D時所受軌道的支持力;
(2)試討論在什么范圍內(nèi),小球A與B發(fā)生彈性碰撞后細繩始終處于拉直狀態(tài)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(9分)如圖所示,兩平行金屬板帶等量異號電荷,兩板間距離為d,與水平方向成a角放置,一電量為+q、質(zhì)量為m的帶電小球恰沿水平直線由靜止開始從一板的右端點向左運動到另一板的左端點,求:
(1)該勻強電場的場強大小;
(2)小球運動的加速度大小;
(3)小球由靜止開始從一板運動至另一板所需的時間.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi),管口B、C的連線水平,在BC下方有一水平向右的勻強電場,整個半圓細管均處在電場中。質(zhì)量為m、荷量為q的帶正電小球從B點正上方的A點自由下落,A、B兩點間的距離為2R。當小球到達圓管的最低點P時,對下方管壁的壓力大小等于其重力的9倍。重力加速度為g。
求:(1)勻強電場的電場強度大小。
(2)小球在管中運動的最大動能。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
我國“嫦娥一號”月球探測器在繞月球成功運行之后,為進一步探測月球的詳細情況,又發(fā)射了一顆繞月球表面飛行的科學試驗衛(wèi)星,假設該衛(wèi)星繞月球的運動視為圓周運動,并已知月球半徑為R,月球表面重力加速度為g,萬有引力常量為G,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響.
(1)求該衛(wèi)星環(huán)繞月球運行的第一宇宙速度v1;
(2)若該衛(wèi)星在沒有到達月球表面之前先要在距月球某一高度繞月球做圓周運動進行調(diào)姿,且該衛(wèi)星此時運行周期為T,求該衛(wèi)星此時的運行半徑r;
(3)由題目所給條件,請?zhí)岢鲆环N估算月球平均密度的方法,并推導出密度表達式.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(15分)如圖所示,一輕繩吊著粗細均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個細環(huán),棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1),斷開輕繩,棒和環(huán)自由下落,假設棒足夠長,與地面發(fā)生碰撞時,觸地時間極短,無動能損失,棒在整個運動過程中始終保持豎直,空氣阻力不計,求:
⑴棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中,環(huán)的加速度;
⑵棒與地面第二次碰撞前的瞬時速度;
⑶從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止,摩擦力對棒和環(huán)做的功分別是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖21所示,一根長0.1m的細線,一端系著一個質(zhì)量為0.18kg的小球,拉住線的另一端,使球在光滑的水平桌面上作勻速圓周運動,使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加,當小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時轉(zhuǎn)速的3倍時,細線斷開,線斷開前的瞬間線的拉力比開始時大40N,求:
(1)線斷開前的瞬間,線的拉力大小。
(2)線斷開的瞬間,小球運動的線速度。
(3)如果小球離開桌面時,速度方向與桌邊的夾角為,桌面高出地面0.8m,求小球飛出后的落地點距桌邊的水平距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(9分)某物體在水平拉力F1作用下由靜止開始沿水平面運動,經(jīng)過時間t后,將拉力突然變?yōu)橄喾捶较,同時改變大小為F2,又經(jīng)過時間2t后恰好回到出發(fā)點,求:
(1)F1與F2之比為多少?
(2)F1與F2做功之比為多少?
(3)求t時刻與3t時刻的速率之比為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分)一輕質(zhì)細繩一端系一質(zhì)量為kg的小球A,另一端掛在光滑水平軸O 上,O到小球的距離為L=0.1m,小球跟水平面接觸,但無相互作用,在球的兩側(cè)等距離處分別固定一個光滑的斜面和一個擋板,如圖所示,水平距離s=2m,動摩擦因數(shù)μ=0.25.現(xiàn)有一小滑塊B,質(zhì)量也為,從斜面上滑下,每次與小球碰撞時相互交換速度,且與擋板碰撞不損失機械能.若不計空氣阻力,并將滑塊和小球都視為質(zhì)點,g取10m/s2,(斜面底端與水平面光滑連接,即滑塊通過連接點時無機械能損失)。試問:
(1)若滑塊B從h=5m處滑下,要保證運動過程中繩子不會斷,繩子的最大承受拉力至少應為多大。
(2)若滑塊B從斜面某一高度處滑下與小球第一次碰撞后,使小球恰好在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,求此高度。
(3)若滑塊B從H="4.9m" 處下滑與小球碰撞后,小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,求小球做完整圓周運動的次數(shù)n.
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