【題目】如圖所示,讓小球從圖中的A位置靜止擺下,擺到最低點B處擺線剛好被拉斷,小球在B處恰好未與地面接觸,小球進入粗糙的水平面后向右運動到C處進入一豎直放置的光滑圓弧軌道。已知擺線長,小球質量BC點的水平距離,小球與水平面間動摩擦因數(shù),g

1)求擺線所能承受的最大拉力為多大;

2)要使小球不脫離圓弧軌道,求圓弧軌道半徑R的取值范圍。

【答案】120N;(2

【解析】

1)小球從AB的過程,由動能定理得:

解得:

B點,由牛頓第二定律得:

解得:

2BC的過程中摩擦力做功,由動能定理可得:

可得:

小球進入圓軌道后,設小球能到達圓軌道最高點的速度為v,要不脫離軌道應滿足:

考慮小球從C點運動到圓軌道最高點的過程,由動能定理得:

聯(lián)立以上解得:R0.04m;

小球進入圓軌道后,小球上升的最大高度滿足:hR,小球可沿軌道返回。

小球從D點運動到最高處的過程,由動能定理得

解得:R0.1m;

所以要使小球不脫離圓弧軌道,圓弧軌道半徑R的取值范圍是R0.04mR0.1m

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊脑囼炛校?/span>

用游標卡尺測定擺球的直徑,測量結果如圖所示,則該擺球的直徑為__cm

小組成員在試驗過程中有如下說法,其中正確的是___.(填選項前的字母)

A.把單擺從平衡位置拉開30的擺角,并在釋放擺球的同時開始計時

B.測量擺球通過最低點100次的時間t,則單擺周期為t/100

C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長,代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大

D.選擇密度較小的擺球,測得的重力加速度值誤差較小

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【題目】如圖所示,長為1m的長木板靜止在光滑的水平面上,長木板的質量M=2 kg,一質量m=1 kg的物塊以=5m/s的初速度從長木板的左端滑上長木板,經(jīng)過0. 4 s滑到長木板的右端。重力加速度g=10 m/s,不計物塊的大小。求:

1)物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的大小

2)若將物塊無初速的放在靜止長木板的左端,用一個水平向右的恒定拉力拉物塊,作用0.2s后撤去拉力,結果物塊再運動0.2s剛好運動到長木板的右端,則拉力的大小。

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【題目】如圖所示,電源的電動勢為,內阻不能忽略。是兩個相同的小燈泡,是一個有一定的電阻且自感系數(shù)很大的線圈。關于這個電路的以下說法正確的是(

A.從開關閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內,燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定

B.從開關閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內,燈立刻亮,而后逐漸變暗,最后亮度穩(wěn)定

C.從開關由閉合到斷開瞬間,燈閃亮一下再熄滅

D.從開關由閉合到斷開瞬間,電流仍自左向右通過

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【題目】兩根相距為的足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內,另一邊垂直于水平面。質量均為的金屬細桿與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為,每根桿的電阻均為,導軌電阻不計。整個裝置處于磁感應強度大小為,方向豎直向上的勻強磁場中。當桿在平行于水平導軌的拉力作用下以速度沿水平方向的導軌向右勻速運動時,桿正以速度沿豎直方向的導軌向下勻速運動,重力加速度為。則以下說法正確的是(

A.桿所受拉力的大小為

B.桿所受拉力的大小為

C.桿下落高度為的過程中,整個回路中電流產(chǎn)生的焦耳熱為

D.桿水平運動位移為的過程中,整個回路中產(chǎn)生的總熱量為

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【題目】如圖所示,在空中有一水平方向的勻強磁場區(qū)域,區(qū)域的上下邊緣間距為,磁感應強度為。有一長度為、寬度為、電阻為、質量為的矩形線圈緊貼磁場區(qū)域的上邊緣從靜止起豎直下落,當線圈的下邊穿出磁場時,恰好以速率勻速運動。已知重力加速度為,求:

1)穿過磁場區(qū)域過程中,線圈中產(chǎn)生的熱量

2)線圈穿過整個磁場區(qū)域所經(jīng)歷的時間

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【題目】如圖,光滑無電阻的金屬框架MON豎直放置,勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直于MON平面指向紙里。質量為m,長度為l,電阻為R的金屬棒ab從∠abO=45°的位置由靜止釋放,兩端沿框架在重力作用下滑動。若當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,金屬棒與軌道始終保持良好接觸,下列說法正確的是(

A.棒下滑過程機械能守恒

B.下滑過程中棒產(chǎn)生從ba方向的電流

C.從釋放到棒全部滑至水平軌道過程中產(chǎn)生的電能等于

D.從釋放到棒全部滑至水平軌道過程中,通過棒的電荷量等于

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【題目】如圖甲,在兩根水平放置的平行金屬導軌兩端各接一只阻值為R=2Ω的電阻,導軌間距為L=0.2m,導軌電阻忽略不計,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度B=1T。一根電阻r=0.2Ω的導體棒ab置于導軌上,且始終與導軌良好接觸,若導體棒沿平行于導軌方向在PQMN之間運動,其速度圖像如圖乙所示(余弦函數(shù)曲線),求:

(1)導體棒產(chǎn)生感應電動勢的瞬時值表達式

(2)整個電路在1min內產(chǎn)生的電熱

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【題目】如圖所示為電磁炮的模型,其軌道處在水平面內。已知電源電動勢E=12V,內阻r=1Ω電阻R=4Ω;兩導軌間距L1m,長度s20m,導體棒MN的電阻為4Ω,質量為2kg,導軌間存在方向垂直導軌平面、磁感應強度大小為B=1T的勻強磁場(未畫出)。初始狀態(tài)時導體棒靜止在導軌最左端并與導軌垂直接觸,若不計導軌電阻及一切摩擦,則開關閉合后,下列說法正確的是(

A.開關閉合瞬間,通過導體棒的電流I=3A

B.導體棒剛開始運動時的加速度大小為1m/s2

C.導體棒離開導軌時的動能為40J

D.導體棒離開導軌時的動能小于40J

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