【題目】如圖所示,左側(cè)豎直墻面上固定半徑為R的光滑半圓環(huán),右側(cè)豎直墻面上與圓環(huán)的圓心O等高處固定一光滑水平直桿。質(zhì)量為m的小球a套在半圓環(huán)上,質(zhì)量也為m的滑塊b套在直桿上二者之間用長(zhǎng)為的輕桿通過(guò)兩鉸鏈連接,F(xiàn)將小球a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放,不計(jì)一切摩擦,a、b均可視為質(zhì)點(diǎn)。求:

(1)小球a滑經(jīng)圓心O等高的P點(diǎn)、滑塊b滑到右側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí),滑塊b的速度大小v1和小球a的速度大小v2

(2)小球a經(jīng)過(guò)圓環(huán)Q點(diǎn)時(shí),輕桿與圓環(huán)剛好相切,在圖中畫出此時(shí)a、b的速度方向,并求兩者速度大小關(guān)系(設(shè)滑塊b的速度大小為v3,小球a的速度大小為v4);

(3)小球aP點(diǎn)下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點(diǎn)的過(guò)程中,桿對(duì)滑塊b做的功W。

【答案】(1);(2),(3)。

【解析】

(1)當(dāng)a滑到與O同高度P點(diǎn)時(shí),a的速度v沿圓環(huán)切向向下,b的速度為零,由機(jī)械能守恒定律可得

解得

;

(2)桿與圓相切時(shí),如圖所示:

a的速度沿桿方向,設(shè)此時(shí)b的速度為v3,根據(jù)桿不可伸長(zhǎng)和縮短,有

由幾何關(guān)系可得

解得

;

(3)在圖中,球a下降的高度

a、b系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則有

對(duì)滑塊b,由動(dòng)能定理得

解得:

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】如圖傳送帶與水平方向夾角37,在皮帶輪帶動(dòng)下,以v0=2m/s的速度沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)向?梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的小物塊無(wú)初速度放在傳送帶A點(diǎn),物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,兩皮帶輪間的距離L=3.2m。小物塊在皮帶上滑過(guò)后會(huì)留下痕跡,求小物體離開(kāi)皮帶后,皮帶上痕跡的長(zhǎng)度。(sin37=0.6,g10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,將平行板電容器接在電池組兩極間,兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將兩板緩慢地錯(cuò)開(kāi)一些,其他條件不變,則(  )

A. 電容器帶電荷量不變

B. 電源中將有電流從正極流出

C. 塵埃仍靜止

D. 電流計(jì)中將有電流,電流方向ba

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電荷小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從y軸上的A點(diǎn)以初速度v0(未知)水平拋出,兩長(zhǎng)為L的平行金屬板MN傾斜放置且水平方向間的夾角為,帶電小球恰好能垂直M板從其中心小孔B進(jìn)入兩板間(sin37°=0.6,cos37°=0.8

1)試求帶電小球在y軸上的拋出點(diǎn)A的坐標(biāo)以及小球拋出時(shí)的初速度v0;

2)若該平行金屬板M、N間有如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng),且勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與小球質(zhì)量之間的關(guān)系滿足,試計(jì)算兩平行板M、N之間的垂直距離d至少為多少時(shí)才能保證小球不打在N板上。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)平行板電容器充電后與電源斷開(kāi),從負(fù)極板處釋放一個(gè)電子(不計(jì)重力),設(shè)其到達(dá)正極板時(shí)的速度為v1,加速度為a1。若將兩極板間的距離增大為原來(lái)的4倍,再?gòu)呢?fù)極板處釋放一個(gè)電子,設(shè)其到達(dá)正極板時(shí)的速度為v2,加速度為a2,則(  )

A.a1a21∶1,v1v21∶4

B.a1a24∶1v1v21∶4

C.a1a21∶1,v1v21∶2

D.a1a24∶1v1v2∶1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑的水平面上有mA=2kg,mB= mC=1kg的三個(gè)物體,用輕彈簧將AB連接.在AC兩邊用力使三個(gè)物體靠近,A、B間的彈簧被壓縮,此過(guò)程外力做功72 J,然后從靜止開(kāi)始釋放,求:

(1)當(dāng)物體BC分離時(shí),B對(duì)C做的功有多少?

(2)當(dāng)彈簧再次恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí),AB的速度各是多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,正六邊形的邊長(zhǎng)L,六個(gè)頂點(diǎn)固定電量大小均為q但電性不同的正負(fù)點(diǎn)電荷,O為六邊形中心,ab、c、d分別為所在邊的中點(diǎn),取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,下列說(shuō)法正確的是(  )

A.O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為B.O點(diǎn)電勢(shì)為零

C.b、c兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同D.沿虛線由ad電勢(shì)一直降低

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,連接平行金屬板P1P2(板面垂直于紙面)的導(dǎo)線的一部分CD和另一連接電池的回路的一部分GH平行,CDGH均在紙平面內(nèi),金屬板置于磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。當(dāng)一束等離子體射入兩金屬板之間時(shí),CD段導(dǎo)線將受到力的作用,則( 。

A.等離子體從右方射入時(shí),CD受力的方向背離GH

B.等離子體從右方射入時(shí),CD受力的方向指向GH

C.等離子體從左方射入時(shí),CD受力的方向背離GH

D.等離子體從左方射入時(shí),CD受力的方向指向GH

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,MN為豎直放置的光屏,光屏的左側(cè)有半徑為R、折射率為的透明半球體,O為球心,軸線OA垂直于光屏,O至光屏的距離OAR.一細(xì)束單色光垂直射向半球體的平面,在平面的入射點(diǎn)為BOBR見(jiàn)求:

(1)光線從透明半球體射出時(shí),出射光線偏離原方向的角度.

(2)光線在光屏形成的光斑到A點(diǎn)的距離.

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