【題目】如圖所示，豎直圓形軌道半徑為R，固定在木板B上，木板放在水平地面上，B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上，B不能左右運動，木板上靜止一個小球A，小球A的質(zhì)量為3m。木板B和含圓周軌道總質(zhì)量為12m。一質(zhì)量為m的子彈以速度v0射入小球并停在其中，小球向右運動進入圓形軌道后，會在圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動。重力加速度為g，不計小球與環(huán)和木板間的摩擦阻力。求：

（1）子彈射入小球過程中產(chǎn)生的內(nèi)能；

（2）當小球運動到圓形軌道的最低點時，木板對水平面的壓力；

（3）為保證小球不脫離圓形軌道，且木板不會在豎直方向上跳起，求子彈速度的范圍。

【答案】(1) (2) (3) 或

【解析】試題子彈射入小球的過程，由動量守恒定律，及能量守恒定律可求內(nèi)能；小球運動到圓形軌道的最低點時，由牛頓第二定律可求木板對水平面的壓力。小球不脫離軌道有兩種臨界情況，根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的最大速度，再根據(jù)機械能守恒定律求出小球在最低點的速度范圍．

（1）子彈射入小球的過程，由動量守恒定律得：①（2分）

由能量守恒定律得：②（1分）

由①②式代入數(shù)值解得：（1分）

（2）當小球運動到圓形軌道的最低點時，由向心力公式：③（1分）

以木板為對象，由平衡條件可知：④（1分）

由①③④式代入數(shù)值解得：（1分）

由牛頓第三定律得，當小球運動到圓形軌道的最低點時，木板對水平面的壓力是

（1分）

（3）小球不脫離圓形軌道有兩可能性：Ⅰ、小球滑行的高度不超過圓形軌道半徑R（不超過四分之一圓�。�；Ⅱ、小球能通過圓形軌道的最高點。

Ⅰ、小球在圓周軌道上滑行的最大高度就是圓形軌道的半徑，此條件下，木板不可能離開水平地面

由機械能守恒定律得：⑤

由①⑤式解得：

Ⅱ、小球能通過圓形軌道的最高點。

小球能通過好過最高點有：⑥

由機械能守恒定律得：⑦

由①⑥⑦式代入數(shù)值解得：

要使環(huán)不會在豎直方向上跳起，環(huán)對球的壓力最大為：⑧

在最高點有：⑨

由機械能守恒定律得：⑩

由①⑧⑨⑩式代入數(shù)值解得：

綜上所述為保證小球不脫離圓形軌道，且木板不會在豎直方向上跳起，子彈速度的范圍是

或

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】如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p－V圖線，若其狀態(tài)由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等壓，C→A等溫，則氣體在ABC三個狀態(tài)時(　　)

A. 單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)nA＝nB＝nC

B. 氣體分子的平均速率vA>vB>vC

C. 氣體分子在單位時間內(nèi)對器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FC

D. 氣體分子在單位時間內(nèi)，對器壁單位面積碰撞的次數(shù)NA>NB，NA>NC

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某探究小組為探究向心力與線速度、角速度、圓周半徑等大小關(guān)系，利用兩個相同材質(zhì)可繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)盤和兩個相同的長方體小橡皮擦進行實驗。如圖所示，轉(zhuǎn)盤半徑分別為2r和r，A點在大轉(zhuǎn)盤的邊緣處、B點在大轉(zhuǎn)盤上離轉(zhuǎn)軸距離為r處，C點在小轉(zhuǎn)盤的邊緣處，橡皮擦與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其所受重力的倍，大轉(zhuǎn)盤通過皮帶帶動小轉(zhuǎn)盤無打滑地轉(zhuǎn)動�，F(xiàn)將一橡皮擦放置在A處，

（1）為探究線速度大小相等時向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在_____（填“B”或 “C”）處，當緩慢增大轉(zhuǎn)速，可看到放置在_____處的橡皮擦先開始滑動，此時大轉(zhuǎn)盤的角速度大小ω=__________。

（2）為探究角速度相等時向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在______（填“B”“C”）處，緩慢增大轉(zhuǎn)速，可看到放置在_____處的橡皮擦先開始滑動。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】原來都靜止在同一勻強磁場中放射性元素原子核的衰變示意圖，運動方向都與磁場方向垂直。圖中a、b分別表示各粒子的運動軌跡，大小圓的半徑之比是45:1。下列說法中不正確的是

A. 磁場方向一定為垂直紙面向里

B. 這可能是發(fā)生了β衰變

C. 這可能是發(fā)生衰變

D. 這可能是發(fā)生衰變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線MN左側(cè)有一場強為E1=E的勻強電場，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場強度為E2=2E的勻強電場，在虛線PQ右側(cè)相距為L處有一與電場E2平行的屏．現(xiàn)將一電子（電荷量為e，質(zhì)量為m，不計重力）無初速度地放入電場E1中的A點，A點到MN的距離為L/2，最后電子打在右側(cè)的屏上，AO連線與屏垂直，垂足為O，求：

（1）電子從釋放到打到屏上所用的時間t；

（2）電子剛射出電場E2時的速度方向與AO連線夾角θ的正切值tanθ；

（3）電子打到屏上的點P′（圖中未標出）到點O的距離x．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是A、B兩質(zhì)點運動的速度圖象，則下列說法錯誤的是（ ）

A. A質(zhì)點以10m/s的速度勻速運動

B. B質(zhì)點先以5m/s的速度與A同方向運動1s，而后停了1s，最后以5m/s的速度與A反方向運動1s

C. B質(zhì)點最初3s內(nèi)的位移是10m

D. B質(zhì)點最初3s內(nèi)的路程是10m

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。圖乙中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出。讓滑塊d從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.5×10－2 s和1.0×10－2 s，小滑塊d的寬度為0.25 cm，可測出滑塊通過光電門1的速度v1＝______m/s，滑塊通過光電門2的速度v2＝______m/s。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】驗證力平形四邊形定則的實驗器材除了木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套，還有________________和________。
在實驗中，第一次用兩把彈簧秤讀數(shù)、把結(jié)點拉到O點，第二次用一把彈簧秤讀數(shù)也把結(jié)點拉到O點，這樣做的目是___________________。
對于這個實驗下列哪些說法是正確的是_________。

A.用兩把彈簧秤拉小繩套時，兩彈簧秤夾角越大越好。

B.彈簧秤應(yīng)與木板保持平行。

C.為了實驗盡可能精確，彈簧秤的拉力應(yīng)適當大些。

D.為了實驗盡可能精確，作力的標度時，1N的力對應(yīng)的線段的長度應(yīng)小一些。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F與時間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的最大靜摩擦力fm與滑動摩擦力大小相等，則(　　)

A. 0～t1時間內(nèi)物塊A的加速度逐漸增大

B. t2時刻物塊A的加速度最大

C. t3時刻物塊A的速度最大

D. t2～t4時間內(nèi)物塊A一直做減速運動

【答案】BC

【解析】0～t1時間內(nèi)物塊A受到的靜摩擦力逐漸增大，物塊處于靜止狀態(tài)，選項A錯誤．t2時刻物塊A受到的拉力F最大，物塊A的加速度最大，選項B正確．t3時刻物塊A受到的拉力減小到等于滑動摩擦力，加速度減小到零，物塊A的速度最大，選項C正確．t2～t3時間內(nèi)物塊A做加速度逐漸減小的加速運動，t3～t4時間內(nèi)物塊A一直做減速運動，選項D錯誤．

【題型】多選題
【結(jié)束】
71

【題目】如圖所示，正方形abcd區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，O點是cd邊的中點．一個帶正電的粒子(重力忽略不計)從O點沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形區(qū)域內(nèi)，經(jīng)過時間t0剛好從c點射出磁場．現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點沿紙面以與Od成30°的方向(如圖中虛線所示)，以各種不同的速率射入正方形內(nèi)，那么下列說法正確的是(　　)

A. 該帶電粒子不可能剛好從正方形的某個頂點射出磁場

B. 若該帶電粒子從ab邊射出磁場，它在磁場中經(jīng)歷的時間可能是t0

C. 若該帶電粒子從bc邊射出磁場，它在磁場中經(jīng)歷的時間可能是

D. 若該帶電粒子從cd邊射出磁場，它在磁場中經(jīng)歷的時間一定是

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案