【題目】如圖所示,質(zhì)量分布均勻、半徑為R的光滑半圓形金屬槽,靜止在光滑的水平面上,左邊緊靠豎直墻壁。一質(zhì)量為m的小球從距金屬槽上端R處由靜止下落,恰好與金屬槽左端相切進(jìn)入槽內(nèi),到達(dá)最低點(diǎn)后向右運(yùn)動(dòng)從金屬槽的右端沖出,小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)距金屬槽圓弧最低點(diǎn)的距離為,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。求:

(1)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)金屬槽的壓力大小

(2)金屬槽的質(zhì)量(可保留根號(hào))

【答案】(1)5mg;(2)

【解析】1)小球從靜止到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:

mg2R=mv02

小球剛到最低點(diǎn)時(shí),根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓第二定律的知識(shí)有: ,

據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)饘賶K的壓力為:

聯(lián)立解得: 。

2)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)至小球到達(dá)最高點(diǎn)過程,小球和金屬塊水平方向動(dòng)量守恒,選取向右為正方向,則:mv0=(m+M)v

設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)距金屬槽圓弧最低點(diǎn)的高度為h.則有R2+h2=(R)2

根據(jù)能量守恒定律有:

聯(lián)立解得:

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】如圖所示,傾角為θ的斜面上有A、BC三點(diǎn),現(xiàn)從這三點(diǎn)分別以不同的初速度水平拋出一小球,三個(gè)小球均落在斜面上的D點(diǎn),今測得ABBCCD5∶3∶1由此可判斷(  )

A. ABC處三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1∶2∶3

B. A、BC處三個(gè)小球落在斜面上時(shí)速度與初速度間的夾角之比為1∶1∶1

C. A、B、C處三個(gè)小球的初速度大小之比為3∶2∶1

D. A、B、C處三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)軌跡可能在空中相交

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,頻閃儀每隔0.05s閃光一次,如圖所示,圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離,該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?/span>9.8m/s,小球質(zhì)量m=0.2kg,結(jié)果保留三位有效數(shù)字);

(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5=______ m/s.

(2)時(shí)間內(nèi),重力勢能增量=_______ J, 動(dòng)能減少量=______ J.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。從高處由靜止開始下落,上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),所用電源的頻率為50Hz,計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。已知,則:(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度____________m/s;

(2)在打下第0點(diǎn)到打下第5點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量_________J,系統(tǒng)重力勢能的減少量_______J;(取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

(3)若某同學(xué)作出圖象如圖丙所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>__________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶,傳送帶正以6 m/s的速度運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn)),從h=3.2 m高處由靜止沿斜面下滑,物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí),不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面,都不計(jì)其動(dòng)能損失.物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處,重力加速度g=10 m/s2,求:

(1)物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時(shí)間;

(2)傳送帶左右兩端AB間的距離l至少為多少;

(3)上述過程中物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少;

(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng),最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,上、下邊界均水平的區(qū)域?qū)挒?/span>,內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向水平向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場一邊長也為L,質(zhì)量為,電阻為的勻質(zhì)正方形線框,通過滑輪裝置與另一質(zhì)量為的物體連接線框從磁場下方h處靜止釋放,當(dāng)線框cd邊進(jìn)入磁場一段時(shí)間后邊仍在磁場中,開始勻速運(yùn)動(dòng)經(jīng)過磁場區(qū)域從線框進(jìn)入磁場到其恰達(dá)到勻速時(shí),流過線框橫截面的電荷量,線框中產(chǎn)生的熱量已知線框上升途中線框平面始終與磁場方向垂直,ab邊始終與邊界平行,不計(jì)運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力, 求:

1線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v;

2線框勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t

3線框釋放處cd邊距離磁場下邊界的高度h

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑絕緣的半球形容器處在水平向右的勻強(qiáng)電場中,一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球在容器邊緣A點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為零,OB與水平方向的夾角0=60,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是

A. 小球重力與電場力的關(guān)系是

B. 小球在B點(diǎn)時(shí),對(duì)容器的壓力為

C. 小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)的加速度大小相等

D. 如果小球帶負(fù)電,還能沿AB圓弧面運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2013年6月20日上午10時(shí),中國首位“太空教師”王亞平在天宮一號(hào)太空艙內(nèi)做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)一,將用細(xì)線懸掛的小球由靜止釋放,小球呈懸浮狀。實(shí)驗(yàn)二,拉緊細(xì)線給小球一個(gè)垂直于線的速度,小球以懸點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)線長為L,小球的質(zhì)量為m,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v。已知地球?qū)π∏虻囊s是地面重力mg的0.9倍,則在兩次實(shí)驗(yàn)中,繩對(duì)小球拉力大小是(  )

A. 實(shí)驗(yàn)一中拉力為0 B. 實(shí)驗(yàn)一中拉力為0.9mg

C. 實(shí)驗(yàn)二中拉力為0.9mgm D. 實(shí)驗(yàn)二中拉力為m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】長為31 cm,內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管,當(dāng)開口向上豎直放置時(shí),齊口的水銀柱封住10 cm長的空氣柱(如圖a所示)。若在豎直平面內(nèi)將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至開口向下豎直放置(如圖b所示),然后再緩慢轉(zhuǎn)至開口向上豎直放置(如圖c所示),這時(shí)管內(nèi)水銀柱長度為15 cm。求:

()大氣壓強(qiáng);

()c狀態(tài)管內(nèi)空氣柱的長度。

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