【題目】如圖所示，一內(nèi)壁光滑的細(xì)管彎成半徑為R=0.4m的半圓形軌道CD,豎直放置，其內(nèi)徑略大于小球的直徑，水平軌道與豎直半圓軌道在C點(diǎn)連接完好。置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連，B處為彈簧的自然狀態(tài)。將一個(gè)質(zhì)量為m=0.8kg的小球放在彈簧的右側(cè)后，用力向左側(cè)推小球而壓縮彈簧至A處，然后將小球由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到C處后對(duì)軌道的壓力為F1=58N。水平軌道以B處為界，左側(cè)AB段長(zhǎng)為x=0.3m，與小球的動(dòng)摩擦因數(shù)為，右側(cè)BC段光滑。g=10m/s2，求：

（1）彈簧在壓縮時(shí)所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能。

（2）小球運(yùn)動(dòng)到軌道最高處D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。

【答案】(1) 11.2J (2) 10N

【解析】

試題(1) 由題，小球運(yùn)動(dòng)到C處后對(duì)軌道有壓力，根據(jù)牛頓第二定律求出小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)能定理求出彈簧在壓縮時(shí)所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能；

(2) 根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球到達(dá)D處的速度，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出小球運(yùn)動(dòng)到軌道最高處D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力。

解：(1) 球運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)，由牛頓第二定律得：

得：

根據(jù)動(dòng)能定理得，

解得：；

(2) 小球從C到D過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得，

代入解得，v2=3m/s

由于

所以小球在D處對(duì)軌道外壁有壓力，由牛頓第二定律得

代入解得，F2=10N

根據(jù)牛頓第三定律得，小球?qū)壍赖膲毫?/span>10N，方向豎直向上

點(diǎn)晴：本題是動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用，來(lái)處理圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】我國(guó)于2011年5月1日起，醉酒駕駛由交通違法行為升級(jí)為犯罪行為。“陶瓷氣敏傳感器”可以用于分析氣體中酒精蒸汽的含量。如果司機(jī)飲酒，血液中的酒精成分?jǐn)U散到呼出的氣體中，呼出的氣體噴在傳感器上，傳感器的電阻將隨酒精蒸汽濃度發(fā)生相應(yīng)的變化，從而可以檢測(cè)血液中的酒精含量。某種陶瓷氣敏傳感器的電導(dǎo)（即電阻的倒數(shù)）與氣體中酒精蒸汽濃度C的關(guān)系如圖甲所示。現(xiàn)用其組成如圖乙所示的檢測(cè)電路（電池內(nèi)阻為r，電流表內(nèi)阻不計(jì)）．以下判斷正確的是（ ）

A. 此陶瓷氣敏傳感器的電阻與氣體中酒精蒸汽的濃度C成正比

B. 氣體中酒精蒸汽的濃度C越大，則電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度越小

C. 氣體中酒精的蒸汽濃度C越大，則電池路端電壓越小，傳感器上電壓也越小

D. 氣體中酒精的蒸汽濃度C越大，則傳感器電阻越小，電源的總功率越小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2009年10月1日建國(guó)60周年的國(guó)慶閱兵場(chǎng)上，呈現(xiàn)在世人面前的導(dǎo)彈裝備全部為首次亮相的新型號(hào)主戰(zhàn)武器，有5種新型號(hào)導(dǎo)彈，共計(jì)108枚．與此前兩次國(guó)慶閱兵展示相比，身材小了，威力強(qiáng)了，精度高了．其中新型中遠(yuǎn)程地地導(dǎo)彈，打擊效能多樣，已成為信息化條件下局部戰(zhàn)爭(zhēng)的“拳頭”．如圖所示，從地面上A點(diǎn)發(fā)射一枚中遠(yuǎn)程地地導(dǎo)彈，在引力作用下沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標(biāo)B，C為軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，距地面高度為h.已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為m地，引力常量為G，不計(jì)空氣阻力．下列結(jié)論中正確的是

A. 導(dǎo)彈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用，做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

B. 導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度等于

C. 地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)

D. 導(dǎo)彈離開(kāi)A點(diǎn)時(shí)的速度大于第一宇宙速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】英國(guó)物理學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)，金屬絲或金屬桿在彈性限度內(nèi)的伸長(zhǎng)與拉力成正比，這就是著名的胡克定律．這個(gè)發(fā)現(xiàn)為后人對(duì)材料的研究奠定了重要的基礎(chǔ)．現(xiàn)有一根用新材料制成的金屬桿，長(zhǎng)為4m，橫截面積為0.8cm2，設(shè)計(jì)要求它受到拉力后的伸長(zhǎng)不超過(guò)原長(zhǎng)的1/1000，由于這一拉力很大，桿又較長(zhǎng)，直接測(cè)量有困難，就選用同種材料制成樣品進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試取得的數(shù)據(jù)如下：

(1)根據(jù)測(cè)試結(jié)果，推導(dǎo)出線(xiàn)材伸長(zhǎng)量x與材料的長(zhǎng)度L、材料的橫截面積S與拉力F的函數(shù)關(guān)系為____．

(2)在尋找上述關(guān)系中，你運(yùn)用哪種科學(xué)研究方法？________.

(3)通過(guò)對(duì)樣品的測(cè)試，求出新材料制成的金屬細(xì)桿能承受的最大拉力約________．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道．以下判斷正確的是（ ）

A. 甲的加速度大于乙的加速度

B. 乙的速度大于第一宇宙速度

C. 甲的周期大于乙的周期

D. 甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過(guò)北極的正上方

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】三個(gè)原子核X、Y、Z，X核放出兩個(gè)正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個(gè)氦（He），則下面說(shuō)法正確的是( )

A. X核比Y核多一個(gè)質(zhì)子 B. X核比Z核少一個(gè)中子

C. X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3 D. X核與Z核的總電荷是Y核電荷的4倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中小車(chē)是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W。當(dāng)用2條、3條……，完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致。每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶側(cè)出。

①在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_________部分進(jìn)行測(cè)量（根據(jù)下面所示的紙帶回答）;

②下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表，

橡皮筋

做功

10個(gè)間隔

距離x(m)

10個(gè)間隔

時(shí)間T(s)

小車(chē)獲

得速度

vn(m/s)

小車(chē)獲速度

的平方

vn2(m/s)2

1

W

0.2880

0.2

1.44

2.07

2

2W

0.4176

0.2

2.09

4.36

3

3W

0.4896

0.2

2.45

5.99

4

4W

0.5904

0.2

2.95

8.71

5

5W

0.6480

0.2

3.24

10.50

從理論上講，橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是Wn∝________。請(qǐng)運(yùn)用表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在上圖所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象，驗(yàn)證理論的正確性。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝

B. 小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝0

C. 小球在水平線(xiàn)ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力

D. 小球在水平線(xiàn)ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】離子陷阱是一種利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)將離子俘獲并囚禁在一定范圍內(nèi)的裝置。如圖為最常見(jiàn)的“四極離子陷阱”的俯視示意圖，a、b、c、d是四根平行桿，他們與帶有直流電壓和疊加的射頻電壓相連，相當(dāng)于四個(gè)電極，相對(duì)的電極帶等量同種電荷，相鄰的電極帶等量異種電荷。在紙面內(nèi)四根桿的連線(xiàn)是一個(gè)正方形，A、C是ac上的任意兩點(diǎn)，B、D是bd上的任意兩點(diǎn)，A、C、B、D到正方形中心O的距離相等。則

A. D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)最低

B. A、B、C、D四點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等

C. A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)高

D. 正點(diǎn)電荷沿直線(xiàn)從A經(jīng)O運(yùn)動(dòng)到C，電勢(shì)能先減小后增大

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同步練習(xí)冊(cè)答案