(19分)如圖所示,足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧,一個質(zhì)量、電量的可視為質(zhì)點的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球,小球從水平臺右端A點飛出,恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點,并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度,傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長為,帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連,在C點沒有能量損失,所有軌道都絕緣,運動過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強電場中,場強。(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2)求:

(1)被釋放前彈簧的彈性勢能?
(2)要使小球不離開軌道(水平軌道足夠長),豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
(3)如果豎直圓弧軌道的半徑,小球進入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點P?
(1)0.32J    (2)  (3)6次通過距水平軌道高為0.01m的某一點

試題分析:(1)A到B平拋運動: 
    1分
B點:
   2分
被釋放前彈簧的彈性勢能:   2分
(2)B點: 
B到C:,
   2分
①恰好過豎直圓軌道最高點時:, 
從C到圓軌道最高點: 
   2分
②恰好到豎直圓軌道最右端時: 
  2分
要使小球不離開軌道,豎直圓弧軌道的半徑   2分
(3),小球沖上圓軌道H1=0.825m高度時速度變?yōu)?,然后返回傾斜軌道h1高處再滑下,然后再次進入圓軌道達到的高度為H2。
,
    2分
同除得: 之后物塊在豎直圓軌道和傾斜軌道之間往返運動
同理:n次上升高度(n>0)為一等比數(shù)列。   2分
,當(dāng)n=4時,上升的最大高度小于0.01m
則小球共有6次通過距水平軌道高為0.01m的某一點。   2分
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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某人把原來靜止于地面上的質(zhì)量為2.0kg的物體向上提起1.0m,并使物體獲得1.0m/s的速度,取g為10m/s2,則在此過程中(    )
A.人對物體做功20J
B.物體的機械能增加1.0J
C.合外力對物體做功1.0J
D.重力對物體做功20J

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(18分)從陰極K發(fā)射的電子經(jīng)電勢差U0=4500V的陽極加速后,沿平行于板面的方向從中央射入兩塊長L1=10cm,間距d=4cm的平行金屬板AB之后,在離金屬板邊緣L2=75cm處放置一個直徑D=20cm的帶有記錄紙的圓筒(如圖所示),整個裝置放在真空內(nèi),電子發(fā)射的初速度不計。已知電子質(zhì)量m=0.9×10-30 kg,電子電量e=1.6×10-19C,不考慮相對論效應(yīng)。

(1)若在兩金屬板上加上U1=1000V的直流電壓(A>B),為使電子沿入射方向做勻速直線運動,應(yīng)加怎樣的磁場?
(2)若在兩金屬板上加上U2=1000cos2πt(V)的交流電壓,并使圓筒繞中心軸按圖示方向以=4πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,確定電子在記錄紙上的偏轉(zhuǎn)位移隨時間變化的關(guān)系式并定性畫出1s鐘內(nèi)所記錄的圖形。(電子穿過AB的時間很短,可認(rèn)為這段時間內(nèi)板間電壓不變)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個質(zhì)量為m的物體以某一速度從A點沖上傾角為30°的斜面,其運動的加速度大小為,這物體在斜面上上升的最大高度為h,則在這一過程中(      )               
 
A.重力勢能增加了
B.機械能損失了
C.動能損失了mgh
D.合外力對物體做功為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一圓弧形的槽,槽底放在水平地面上,槽的兩側(cè)與光滑斜坡aa′、bb′相切,相切處a、b位于同一水平面內(nèi),槽與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如圖所示。一小物塊從斜坡aa′上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下,并自a處進入槽內(nèi),到達b后沿斜坡bb′向上滑行,已知到達的最高處距水平面ab 的高度為h;接著小物塊沿斜坡bb′滑下并從b處進入槽內(nèi)反向運動,若不考慮空氣阻力,則(   )
A.小物塊再運動到a處時速度變?yōu)榱?/td>
B.小物塊每次經(jīng)過圓弧槽最低點時對槽的壓力不同
C.小物塊不僅能再運動到a處,還能沿斜坡aa′向上滑行,上升的最大高度為h
D.小物塊不僅能再運動到a處,還能沿斜坡aa′向上滑行,上升的最大高度小于h

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個小球(視為質(zhì)點)從H=12 m高處,由靜止開始沿光滑彎曲軌道AB,進入半徑R=4 m的豎直圓環(huán)內(nèi)側(cè),且與圓環(huán)的動摩擦因數(shù)處處相等,當(dāng)?shù)竭_圓環(huán)頂點C時,剛好對軌道壓力為零;然后沿CB圓弧滑下,進入光滑弧形軌道BD,到達高度為h的D點時速度為零,則h的值可能為
A.10 m   B.9.5 mC.8.5 mD.8 m

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

A、B是電場中的同一條直線電場線上的兩點。若將一個帶負(fù)電的點電荷從A點由靜止釋放,它在沿電場線從A向B運動過程中的速度圖象如圖所示.比較A、B兩點的電勢U和場強E,下列說法中正確的是

A.UA >UB,EA>EB             B.UA >UB,EA < EB  
C.UA <UB,EA> EB           D.UA <UB,EA < EB   

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一質(zhì)量為m、電量為q的帶電小球,以初速度v0從a點豎直向上射入勻強電場中,勻強電場方向水平向右.它通過電場中的b點時,速率為2v0,方向與電場方向一致,則a、b兩點間的電勢差為:(  )
A.mv/(2q)B.3mv/qC.2mv/qD.3mv/(2q)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,質(zhì)量為的木板A靜止在光滑水平面上,其右端與固定擋板相距,內(nèi)壁光滑的彈射器利用壓縮彈簧把質(zhì)量為的物塊B(視為質(zhì)點)水平向右彈射出去,B彈出后從A左端的上表面水平滑入,之后立刻拿走彈射器。已知A足夠長,B不會從A表面滑出,A與擋板的碰撞無機械能損失;彈射器彈簧儲存的彈性勢能為,重力加速度為,不計空氣阻力。

(1)B從A左端的上表面水平滑入時的初速度大小
(2)若A與擋板碰撞前,A、B已相對靜止,求A碰撞擋板前的速度
(3)若A與擋板只發(fā)生一次碰撞,求A、B之間的動摩擦因數(shù)滿足的條件。

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