【題目】半徑R＝0.50 m的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，輕質(zhì)彈簧的一端固定在環(huán)的最高點(diǎn)A處，另一端系一個質(zhì)量m＝0.20 kg的小球，小球套在圓環(huán)上，已知彈簧的原長為L0＝0.50 m，勁度系數(shù)k＝4.8 N/m，將小球從如圖所示的位置由靜止開始釋放，小球?qū)⒀貓A環(huán)滑動并通過最低點(diǎn)C，在C點(diǎn)時彈簧的彈性勢能EPC＝0.6 J，g取10 m/s2.求：

(1)小球經(jīng)過C點(diǎn)時的速度vc的大��；

(2)小球經(jīng)過C點(diǎn)時對環(huán)的作用力的大小和方向．

【答案】(1) 3 m/s. (2) 3.2 N，方向向上．

【解析】

試題(1)設(shè)小球經(jīng)過C點(diǎn)的速度為vc，小球從B到C，據(jù)機(jī)械能守恒定律得

mg(R＋Rcos60°)＝EPC＋mv， （3分）

代入數(shù)據(jù)求出vc＝3 m/s. （2分）

(2)小球經(jīng)過C點(diǎn)時受到三個力作用，即重力G、彈簧彈力F、環(huán)的作用力FN. 設(shè)環(huán)對小球的作用力方向向上，根據(jù)牛頓第二定律F＋FN－mg＝m， （2分）

由于F＝kx＝2.4 N， （2分）

FN＝m＋mg－F，

解得FN＝3.2 N，方向向上． （1分）

根據(jù)牛頓第三定律得出小球?qū)Νh(huán)的作用力大小為3.2 N．方向豎直向下． （1分）

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】如圖甲所示，長為L、間距為d的兩金屬板A、B水平放置，ab為兩板的中心線，一個帶電粒子以速度v0從a點(diǎn)水平射入，沿直線從b點(diǎn)射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上，欲使該粒子仍能從b點(diǎn)以速度v0射出，求：

(1)交變電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？

(2)粒子從a點(diǎn)入金屬板的時刻應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用量子技術(shù)生產(chǎn)十字元件時用到了圖甲中的裝置:均半徑為R的光滑絕緣圓柱體的橫截面，它們形成四個非常細(xì)窄的狹縫a、b、c、d和一個類十字空腔，圓柱和空腔所在的區(qū)域均存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小可調(diào)節(jié)，質(zhì)量為m、電荷量為q、速度為的帶正電離子，從狹縫a處射入空腔內(nèi)，速度方向在紙面內(nèi)且與兩圓相切。設(shè)離子在空腔內(nèi)與圓柱體最多只發(fā)生一次碰撞，碰撞時間極短且速度大小不變；速度方向的改變遵循光的反射定律。

（1）若B的大小調(diào)節(jié)為，離子從何處離開空腔？并求出它在磁場中運(yùn)動的時間t；

（2）為使離子從狹縫d處離開空腔，B應(yīng)調(diào)至多大？

（3）當(dāng)從狹縫d處射出的離子垂直極板從A孔進(jìn)入由平行金屬板M、N構(gòu)成的接收器時，兩板間立即加上圖乙所示變化周期為T的電壓。則認(rèn)為多大時，該離子將不會從B孔射出？兩板相距L（L>vT），板間可視為勻強(qiáng)電場。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的足夠長傳送帶以恒定的速率v0沿逆時針方向運(yùn)行。t=0時，將質(zhì)量

m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶上，物塊速度隨時間變化的圖象如圖所示。設(shè)沿傳送帶向下為正方向，取重力加速度g=10m/s2。則

A. 摩擦力的方向始終沿傳送帶向下

B. 1~2s內(nèi)，物塊的加速度為2m/s2

C. 傳送帶的傾角θ=30°

D. 物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是(　 　)

A. a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)

B. b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)

C. b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)

D. b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】A、B兩顆衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，A衛(wèi)星運(yùn)行的周期為T1，軌道半徑為r1；B衛(wèi)星運(yùn)行的周期為T2，且T1>T2。下列說法正確的是

A．B衛(wèi)星的軌道半徑為

B．A衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于B衛(wèi)星的機(jī)械能

C．A、B衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時處于完全失重狀態(tài)，不受任何力的作用

D．某時刻衛(wèi)星A、B在軌道上相距最近，從該時刻起每經(jīng)過時間，衛(wèi)星A、B再次相距最近

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的光滑細(xì)金屬圓環(huán)半徑為R，質(zhì)量均為m的帶孔小球A、B穿于環(huán)上，兩根長為R的細(xì)繩一端分別系于A、B球上，另一端分別系于圓環(huán)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，現(xiàn)讓圓環(huán)繞豎直直徑轉(zhuǎn)動，當(dāng)角速度緩慢增大到某一值時，連接B球的繩子恰好拉直，轉(zhuǎn)動過程中繩不會斷，則下列說法正確的是(　　)

A. 連接B球的繩子恰好拉直時，轉(zhuǎn)動的角速度為

B. 連接B球的繩子恰好拉直時，金屬圓環(huán)對A球的作用力為零

C. 繼續(xù)增大轉(zhuǎn)動的角速度，金屬環(huán)對B球的作用力可能為零

D. 繼續(xù)增大轉(zhuǎn)動的角速度，A球可能會沿金屬環(huán)向上移動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，某裝置由多個橫截面積相同的金屬圓筒依次排列，其中心軸線在同一直線上，圓筒的長度依照一定的規(guī)律依次增加。序號為奇數(shù)的圓筒和交變電源的一個極相連，序號為偶數(shù)的圓筒和該電源的另一個極相連。交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示。在t=t0時，此刻位于和偶數(shù)圓筒相連的金屬圓板（序號為0）中央的一個質(zhì)子，在圓板和圓筒1之間的電場中由靜止開始加速，沿中心軸線沖進(jìn)圓筒1。之后質(zhì)子運(yùn)動到圓筒與圓筒之間各個間隙中都能恰好使靜電力的方向跟運(yùn)動方向相同而不斷加速。請回答以下問題（已知質(zhì)子的荷質(zhì)比取C/kg，電壓的絕對值V，周期s，質(zhì)子通過圓筒間隙的時間可以忽略不計，不考慮質(zhì)子的重力）。

（1）請說明在t0時刻，奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差是正值還是負(fù)值；

（2）請分析并說明質(zhì)子在圓筒內(nèi)的受力情況；

（3）請求出質(zhì)子進(jìn)入第3個圓筒時的速度大小v和第3個圓筒的長度l；

（4）此裝置可以用來加速帶電粒子，對此裝置有何改進(jìn)意見？寫出一條即可。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在紙面內(nèi)水平向右的水平勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場中，有一水平的固定絕緣桿，小球P套在桿上，P的質(zhì)量為m，電量為－q，P與桿間的動摩擦因數(shù)為μ，電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，重力沿紙面向下，小球由靜止起開始滑動，設(shè)電場、磁場區(qū)域足夠大，桿足夠長．在運(yùn)動過程中小球最大加速度為a0，最大速度為v0，則下列判斷正確的是(　　)

A.當(dāng)a＝a0時小球的加速度一定增大

B.當(dāng)v＝v0時小球的加速度一定減小

C.當(dāng)a＝a0時小球的速度v與v0之比一定大于

D.當(dāng)v＝v0時小球的加速度a與a0之比一定大于

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