【題目】如圖所示，一根輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量m=0.1kg的小球靜止于A點(diǎn)，其右方有底面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒頂端與A等高，筒底端左側(cè)有一小孔，距頂端h=0.8m。開始時(shí)小球處于O點(diǎn)所在水平面上方30°的位置B處且細(xì)繩剛好伸直，OB及OA與轉(zhuǎn)筒的軸線在同一豎直平面內(nèi)，小孔此時(shí)也位于該豎直平面內(nèi)。將小球從B點(diǎn)由靜止釋放，小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度vA=2m/s，此時(shí)輕繩突然斷掉，同時(shí)轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，最終小球恰好進(jìn)入小孔．取g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：

(1)轉(zhuǎn)筒軸線與A點(diǎn)的距離d

(2)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω

(3)輕繩的長(zhǎng)度L

【答案】(1)1.99m (2) （n=1、2、3……）（3）0.8m

【解析】

(1) 滑塊從A點(diǎn)到進(jìn)入小孔的時(shí)間

解得

(2) 在小球平拋的時(shí)間內(nèi)，圓桶必須恰好轉(zhuǎn)整數(shù)轉(zhuǎn)，小球才能鉆入小孔，則有

解得

(3) 設(shè)繩子剛好拉緊時(shí)為點(diǎn)C，從B到C由動(dòng)能定理得

小球到達(dá)C點(diǎn)后沿繩方向速度消失，垂直繩方向得速度為

從C到A，只有重力做功，由機(jī)械能守恒定律

由上解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，理想變壓器上接有3個(gè)完全相同的燈泡，其中1個(gè)燈泡與原線圈串聯(lián)，另外2個(gè)燈泡并聯(lián)后接在副線圈兩端。已知交流電源的電壓usin100t（V），3個(gè)燈泡均正常發(fā)光，忽略導(dǎo)線電阻，則變壓器（ ）

A.副線圈電壓的頻率為100Hz

B.原線圈兩端的電壓為12V

C.原副線圈的電流比為2︰1

D.原副線圈的匝數(shù)比為2︰1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為3kg的小車A上用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩懸掛一質(zhì)量為5kg的小球C，A和C一起以5m/s的速度在光滑水平軌道上勻速運(yùn)動(dòng)，后來與質(zhì)量為2kg的原來靜止的小車B碰撞后粘合在一起，已知A、B相碰的時(shí)間極短。求：碰撞后小球C能上升的最大高度是多少？取g=10m/s2。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖A、B、C三個(gè)物塊放在水平的圓盤上，它們的質(zhì)量關(guān)系是mA=2mB=2mC，它們與轉(zhuǎn)軸的距離的關(guān)系是2rA=2rB=rC，三個(gè)物塊與圓盤表面的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，且它們與圓盤間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B、C都不滑動(dòng)，則(　　)

A.C的向心加速度最大

B.B的摩擦力最小

C.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，B比A先滑動(dòng)

D.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，C比B先滑動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一快艇要從岸邊某處到達(dá)河中離岸100m遠(yuǎn)的浮標(biāo)處，已知快艇在靜水中的速度圖象如圖所示，流水的速度圖象如圖所示，假設(shè)行駛中快艇在靜水中航行的分速度方向選定后就不再改變，則(　　)

A.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是直線

B.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡只可能是曲線

C.最快到達(dá)浮標(biāo)處通過的位移為100 m

D.最快到達(dá)浮標(biāo)處所用時(shí)間為20 s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某玻璃磚的截面由半圓和正三角形組成，半圓的直徑為d，正三角形的邊長(zhǎng)也為d，一束單色光從AB邊的中點(diǎn)D垂直于BC射入玻璃磚中，結(jié)果折射光線剛好通過半圓的圓心O，光在真空中的傳播速度為c，求：

①光在玻璃磚中傳播的時(shí)間（不考慮光的反射）.

②人射光線的方向不變，將光在AB面上的入射點(diǎn)下移，使折射光線剛好能照射到圓的底部，入射點(diǎn)沿AB移動(dòng)的距離為多少？這時(shí)光束在圓的底部經(jīng)玻璃磚折射后的折射角為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量及相關(guān)計(jì)算，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；

D．先接通電源開關(guān)，然后釋放懸掛紙帶的夾子打出一條紙帶；

E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離;

F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．

其中沒有必要進(jìn)行或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是____________________．

(2)在一次實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖乙所示(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s)，長(zhǎng)度單位cm，那么從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢(shì)能的減少量ΔEp＝________ J，此過程中重錘動(dòng)能的增加量ΔEk＝________ J(g取9.8 m/s2，結(jié)果數(shù)據(jù)均保留至小數(shù)點(diǎn)后兩位)；通過計(jì)算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk(填“＞”“＝”或“＜”)，這是因?yàn)?/span>_________________________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示 “牛頓擺”裝置，5個(gè)完全相同的小鋼球用輕繩懸掛在水平支架上，5根輕繩互相平行，5個(gè)鋼球彼此緊密排列，球心等高。用1、2、3、4、5分別標(biāo)記5個(gè)小鋼球。當(dāng)把小球1向左拉起一定高度，如圖甲所示，然后由靜止釋放，在極短時(shí)間內(nèi)經(jīng)過小球間的相互碰撞，可觀察到球5向右擺起，且達(dá)到的最大高度與球1的釋放高度相同，如圖乙所示。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（ ）

A. 上述實(shí)驗(yàn)過程中，5個(gè)小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒

B. 上述實(shí)驗(yàn)過程中，5個(gè)小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，動(dòng)量不守恒

C. 如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時(shí)由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的釋放高度

D. 如果同時(shí)向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時(shí)由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球3、4、5一起向右擺起，且上升的最大高度與小球1、2、3的釋放高度相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】飛行器常用的動(dòng)力系統(tǒng)．某種推進(jìn)器設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化原理如圖1，截面半徑為R的圓柱腔分別為兩個(gè)工作區(qū)，I為電離區(qū)，將氙氣電離獲得1價(jià)正離子；Ⅱ為加速區(qū)，長(zhǎng)度為L，兩端加有電壓，形成軸向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．I區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進(jìn)入Ⅱ區(qū)，被加速后以速度vM從右側(cè)噴出．Ⅰ區(qū)內(nèi)有軸向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在離軸線處的C點(diǎn)持續(xù)射出一定速度范圍的電子．假設(shè)射出的電子僅在垂直于軸線的截面上運(yùn)動(dòng)，截面如圖2所示（從左向右看）．電子的初速度方向與中心O點(diǎn)和C點(diǎn)的連線成α角（0＜α＜90）．推進(jìn)器工作時(shí)，向I區(qū)注入稀薄的氙氣．電子使氙氣電離的最小速度為v0，電子在I區(qū)內(nèi)不與器壁相碰且能到達(dá)的區(qū)域越大，電離效果越好．已知離子質(zhì)量為M；電子質(zhì)量為m，電量為e．（電子碰到器壁即被吸收，不考慮電子間的碰撞）．

(1)求II區(qū)的加速電壓及離子的加速度大�。�

(2)為取得好的電離效果，請(qǐng)判斷I區(qū)中的磁場(chǎng)方向（按圖2說明是“垂直紙面向里”或“垂直紙面向外”）；

(3) α為90時(shí)，要取得好的電離效果，求射出的電子速率v的范圍；

(4)要取得好的電離效果，求射出的電子最大速率vM與α的關(guān)系．

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