18.一個半徑為R的豎直固定的光滑圓環(huán)上套有一個質(zhì)量為m的小球,一根輕彈簧上端固定在圓環(huán)的圓心處,下端固定在小球上.在圓環(huán)的最低處給小球水平向右的大小為$\sqrt{6Rg}$的初速度,此時圓環(huán)恰好對小球沒有彈力,已知重力加速度為g.下列說法正確的是( 。
A.小球在圓環(huán)最低點時,彈簧的彈力大小為mg
B.小球經(jīng)過圓環(huán)的最高點的速度大小為$\sqrt{gR}$
C.小球在圓環(huán)的最高點時彈簧的彈力比小球在最低點時的小
D.小球在圓環(huán)最高點時圓環(huán)對小球的彈力大小為mg

分析 小球在圓環(huán)最低點時,由彈簧的彈力和重力的合力提供向心力,由牛頓第二定律求彈簧的彈力.由于彈簧對圓環(huán)不做功,所以圓環(huán)的機械能守恒,由此求解小球經(jīng)過圓環(huán)的最高點的速度,由向心力公式求解小球在圓環(huán)最高點時圓環(huán)對小球的彈力.

解答 解:A、小球在圓環(huán)最低點時,由牛頓第二定律有 F-mg=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{R}$,又 v0=$\sqrt{6Rg}$,解得彈簧的彈力大小為 F=7mg,故A錯誤.
B、設(shè)小球經(jīng)過圓環(huán)的最高點的速度大小為v,根據(jù)機械能守恒定律得 2mgR+$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,解得 v=$\sqrt{2gR}$,故B錯誤.
C、小球在圓環(huán)的最高點時與小球在最低點時彈簧的形變量相同,所以彈力大小相等,故C錯誤.
D、設(shè)小球在圓環(huán)最高點時圓環(huán)對小球的彈力大小為F′,方向向下,根據(jù)牛頓第二定律得 mg+F′=m$\frac{{v}^{2}}{R}$.解得 F′=mg,故D正確.
故選:D

點評 本題考查了牛頓第二定律和機械能守恒定律的綜合運用,知道最高點和最低點向心力的來源,結(jié)合牛頓第二定律進行求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,
(1)電火花計時器應(yīng)接在交流電源上(選填“直流”或“交流”),工作電壓為220V(選填“220V”或“4~6V”).
(2)圖1是實驗中打下的一段紙帶,從打下計數(shù)點1到打下計數(shù)點2共歷時0.1 s,算出計數(shù)點2的速度大小為0.60m/s(保留兩位有效數(shù)字),并在圖2中標(biāo)出,其余計數(shù)點1、3、4、5對應(yīng)的小車瞬時速度大小在圖2中已標(biāo)出.
(3)作圖并求得小車的加速度大小為1.4m/s2(保留兩位有效數(shù)字).

(4)小文同學(xué)在研究小車運動時分別得到甲、乙兩條紙帶.對每條紙帶均選擇合適的點作為第一個計數(shù)點,再依次每5個點取1個計數(shù)點,并在各計數(shù)點處將其剪斷,然后將這些剪斷的紙條粘貼在相同的坐標(biāo)紙上,最后將紙條上端中心連起來,如圖3所示.由圖可判斷A
A.乙的加速度比甲的大B.兩種情況下小車均做勻速直線運動
C.打第三個計數(shù)點時,甲的速度比乙大
D.打第一個計數(shù)點時,小車的速度一定為零.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

9.保持其中一個點電荷的電荷量不變,另一個點電荷的電荷量變?yōu)樵瓉淼?倍,為保持相互作用力不變,則它們之間的距離應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.掛在絕緣細線下的兩個輕質(zhì)小球,表面鍍有金屬薄膜,由于電荷的相互作用而靠近或遠離,分別如圖所示,則(  )
A.圖1中兩球一定帶異種電荷B.圖2中兩球一定帶同種電荷
C.圖1中兩球一定都帶電荷D.圖2中兩球可能只有一個帶電

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.如圖所示是利用靜電計研究平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)的實驗裝置示意圖,下面的敘述符合實際觀測結(jié)果的是( 。
A.a板向右平移,靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度變小
B.a板向上平移,靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度變小
C.a板向左平移,靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度變小
D.在ab間插入一塊絕緣介質(zhì),靜電計指針偏轉(zhuǎn)角度變小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.2000年1月26日我國反射了一顆地球同步衛(wèi)星,其定點位置與東經(jīng)98°的經(jīng)線在同一平面內(nèi),如圖所示,反射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1;然后點火,使其沿橢圓軌道2運行;最后再次點火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點.軌道2、3相切于P點.當(dāng)衛(wèi)星分別在l、2、3軌道上正常運行時( 。
A.若設(shè)衛(wèi)星在軌道1上的速率v1、衛(wèi)星在軌道3上的速率v3,則v1<v3
B.衛(wèi)星要由軌道1變軌進入軌道2,需要在Q點加速
C.若設(shè)衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度為a1Q;衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度為a2Q,則a1Q<a2Q
D.衛(wèi)星要由軌道2變軌進入軌道3,需要在P點減速

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

10.在“測定金屬絲電阻率”的實驗中需要測出其長度L、直徑d和電阻R.
(1)用螺旋測微器測金屬絲直徑時讀數(shù)如圖甲,則金屬絲的直徑為0.696mm.

(2)若用圖乙測金屬絲的電阻,則測量結(jié)果將比真實值偏小(選填“偏大”或“偏小”).
(3)用游標(biāo)卡尺測另一條金屬絲的直徑時讀數(shù)如圖丙所示,則金屬絲的直徑是1.92mm.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.真空中有兩個等大的帶電金屬小球(可視為點電荷),電荷量分別為+4q、-2q,它們間的靜電力大小是F,如果將它們接觸一下后再放回原處,則它們之間靜電力的大小等于(  )
A.$\frac{1}{8}$FB.$\frac{9}{8}$FC.$\frac{8}{9}$FD.8F

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

8.一輛公共汽車由靜止出發(fā)做勻加速直線運動,加速度大小為2m/s2,6s后改做勻速直線運動,勻速一段時間后關(guān)閉發(fā)動機,以4m/s2的加速度勻減速直線運動直至停下來.求:
(1)汽車勻速行駛的速度;
(2)汽車關(guān)閉發(fā)動機后運動的位移.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案