分析 (1)小球從A到C運(yùn)動的過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律和牛頓定律求出小球?qū)壍繡點的壓力FC與H的關(guān)系式,然后結(jié)合F-H圖線求出小球質(zhì)量m和圓弧軌道的半徑R.
(2)使軌道CD部分比原來稍粗糙,根據(jù)動能定理和牛頓第二定律結(jié)合求克服摩擦力做功,再得出Wf與下滑高度H的定性關(guān)系.
解答 解:(1)對小球從A運(yùn)動到C的過程,由動能定理得:
mgH=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
在C點,根據(jù)牛頓第二定律得
FC-mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
聯(lián)立解得 FC=$\frac{2mg}{R}$H+mg.
由圖乙可知,H=0時,F(xiàn)C=1N,代入上式解得 m=0.1kg
當(dāng)H=1.2m時,F(xiàn)C=13N,代入上式解得 R=0.2m
對小球從A運(yùn)動到D的過程,由動能定理得:
mg(H-2R)=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
在D點,根據(jù)牛頓第二定律得
FD+mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
聯(lián)立解得 FD=$\frac{2mg}{R}$H-5mg=$\frac{2×0.1×10}{0.2}$H-5=10H-5(N)
作出FD-H圖線如圖Ⅲ所示.
(2)由圖乙知,當(dāng)H1=0.6m時,F(xiàn)C=7N,F(xiàn)D=0
在C點,根據(jù)牛頓第二定律得
FC-mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
在D點,根據(jù)牛頓第二定律得
FD+mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
根據(jù)功能關(guān)系可知,小球通過CD段克服摩擦力做的功 Wf1=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$-($\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$+2mgR)
聯(lián)立解得 Wf1=0.1J
由圖乙知,當(dāng)H2=1.2m時,F(xiàn)C=13N,F(xiàn)D=5N,運(yùn)用同樣的方法可得 Wf2=0.2J
可知,小球下滑高度越高,克服摩擦力做的功越多
答:
(1)如圖Ⅲ所示.小球質(zhì)量m和圓弧軌道的半徑R分別為0.1 kg和0.2 m.
(2)小球分別從H1=0.6m、H2=1.2m高度下滑時通過CD段克服摩擦力做的功分別為0.1J和0.2 J,小球下滑高度越高,克服摩擦力做的功越多.
點評 本題通過動能定理和牛頓第二定律求出F與H的表達(dá)式是解決本題的關(guān)鍵,列出解析式,再作圖象是常用的方法,要學(xué)會應(yīng)用.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 變壓器可以改變交變電壓但不能改變頻率 | |
B. | 扼流圈對交流的阻礙作用是因為線圈存在電阻 | |
C. | 真空冶煉爐的工作原理是爐體產(chǎn)生渦流使?fàn)t內(nèi)金屬熔化 | |
D. | 磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 橫波a的周期為0.4s | |
B. | x=2m處質(zhì)點的振幅為1cm | |
C. | t=0時,x=1m處質(zhì)點的位移為-1cm | |
D. | t=0時,x=1m處的質(zhì)點向y軸負(fù)方向振動 | |
E. | t=2.3s時,x=2m處的質(zhì)點位移為-3cm |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25:11 | |
B. | 線框中產(chǎn)生交變電壓的有效值為500$\sqrt{2}$V | |
C. | 圖示位置穿過線框的磁通量為零 | |
D. | 允許變壓器輸出的最大功率為5000W |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | t=2×10-2時質(zhì)點a第一次回到平衡位置 | |
B. | 當(dāng)質(zhì)點b的位移為+2cm時,質(zhì)點a的位移為-2cm | |
C. | 質(zhì)點a和質(zhì)點b的速度在某一時刻可能相同 | |
D. | 這列波的波長可能為$\frac{3}{7}$m | |
E. | 這列波的波速可能為0.6m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B點電勢為-20V,粒子運(yùn)行規(guī)矩可能是1 | |
B. | B點電勢為0V,粒子運(yùn)行規(guī)矩可能是1 | |
C. | B點電勢為0V,粒子運(yùn)行規(guī)矩可能是2 | |
D. | B點電勢為-20V,粒子運(yùn)行規(guī)矩可能是2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物塊在A點的電勢能EPA=+Qφ | |
B. | 物塊在A點時受到軌道的支持力大小為mg+$\frac{3\sqrt{3}kQq}{{8h}^{2}}$ | |
C. | 點電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點的電場強(qiáng)度大小EB=k$\frac{Q}{{h}^{2}}$ | |
D. | 點電荷+Q產(chǎn)生的電場在B點的電勢φB=$\frac{m({{v}_{0}}^{2}-{v}^{2})}{2q}$+φ |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電壓表的讀數(shù)為20$\sqrt{2}$V | |
B. | 滑動變阻器的滑片向上滑動時,變壓器的輸入功率變小 | |
C. | 滑動變阻器的滑片向下滑動時,電流表的讀數(shù)變小 | |
D. | 滑動變阻器的滑片向下滑動時,電壓表的讀數(shù)變小 |
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