【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一U型軌道，軌道兩邊豎直，底部是半徑為R的半圓．質(zhì)量均為m的A、B兩小環(huán)，用長(zhǎng)為R的輕桿連接在一起，套在U型軌道上．小環(huán)在軌道的豎直部分運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力均為環(huán)重的0.2倍，在軌道的半圓部分運(yùn)動(dòng)時(shí)不受任何阻力．現(xiàn)將A、B兩環(huán)從圖示位置由靜止釋放，釋放時(shí)A環(huán)距離底部2R.不考慮輕桿和軌道的接觸，重力加速度為g.求：

（1）A環(huán)從釋放到剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（2）A環(huán)剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)桿對(duì)A的作用力；

（3）A環(huán)在半圓部分運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度．

【答案】（1）（2）0.1mg，方向豎直向上（3）

【解析】（1）A、B兩球沿豎直軌道下滑時(shí)，以整體為研究對(duì)象，在兩個(gè)重力和兩個(gè)摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律由： ，解得a=0.8g

兩球沿豎直軌道下滑過程中，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，代入數(shù)據(jù)解得

（2）A球剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)，B球受重力、摩擦力和桿對(duì)B球的作用力F（設(shè)方向豎直向上），A球受重力和桿對(duì)球A的作用力F（設(shè)方向豎直向下），兩球加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律：

對(duì)A球： ；對(duì)B球：

代入數(shù)據(jù)可得F=-0.1mg，所以A球剛進(jìn)入軌道時(shí)，桿對(duì)球A的作用力大小為0.1mg，方向豎直向上

（3）當(dāng)A、B兩球均沿半圓軌道時(shí)，當(dāng)A球的速度最大時(shí)整體的重心最低，兩球的速度大小相等，此時(shí)輕桿水平，重心在圓心的正下方，由幾何知識(shí)可得此時(shí)重心距圓心的距離為

對(duì)全程運(yùn)用動(dòng)能定理

代入數(shù)據(jù)可得，所以A球的最大速度為

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，平行金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度，一端連接的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度。導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)�，F(xiàn)使導(dǎo)體棒MN沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度。求：

(1)導(dǎo)體棒MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；

(2)導(dǎo)體棒MN所受安培力F的大小；

(3)感應(yīng)電流的功率P。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

(1) 下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是（_______）

A 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤和盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上

B.小車的加速度與砝碼的加速度相同

C.實(shí)驗(yàn)過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)

D.每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力

(2)該實(shí)驗(yàn)小組采用正確的實(shí)驗(yàn)步驟后，利用打點(diǎn)頻率為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，得到的其中條紙帶如圖所示： (圖中每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出)，則在該次實(shí)驗(yàn)中，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_________m/s2。

（3）該小組用盤和砝碼的重力充當(dāng)小車所受合力F，通過分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，測(cè)量加速度a。分別以合力F和加速度a作為橫軸和縱軸，建立坐標(biāo)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)描出如圖所示的點(diǎn)跡，該實(shí)驗(yàn)小組得到的a-F圖線如圖所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟教材中的結(jié)論不完全一致。你認(rèn)為產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是（______）

A.沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過低

B.在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過高

C.測(cè)量小車的質(zhì)量或者加速度時(shí)的偶然誤差過大

D.砂桶和砂的質(zhì)量過大，不滿足砂桶和砂的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)條件

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長(zhǎng)、放置在水平面上，所有接觸面均光滑．彈簧開始時(shí)處于原長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中始終處在彈性限度內(nèi)，在物塊A上施加一個(gè)水平恒力F，A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有(　　)

A. A的加速度先增大后減小

B. B的加速度一直增大

C. 當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大

D. 當(dāng)A、B的加速度相等時(shí)，兩者的動(dòng)能之差最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是氫原子的能級(jí)示意圖，已知基態(tài)氫原子能量為E1，普朗克常量為h，則氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)輻射出的光子的頻率為________；若此光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)放出的光子照到該金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，串聯(lián)的固定電阻為R2，滑動(dòng)變阻器的總阻值是R1，電阻大小關(guān)系為R1＋R2＝r，則在滑動(dòng)觸頭從a端滑到b端過程中，下列描述錯(cuò)誤的是(　　)

A. 電路的總電流先減小后增大

B. 電路的路端電壓先增大后減小

C. 電源的輸出功率先增大后減小

D. 滑動(dòng)變阻器R1上消耗的功率先減小后增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.8kg；

②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖甲所示安裝；

③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）；

④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，帶小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源。上述過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如圖乙所示。

請(qǐng)你分析數(shù)據(jù)回答下列問題（設(shè)整個(gè)過程中小車所受阻力恒定，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（1）該電動(dòng)小車的最大速度為___________m/s；

（2）該電動(dòng)小車所受阻力為_________N.

（3）該電動(dòng)小車的額定功率為_____-W。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行放置的金屬板A、B間電壓為U0，中心各有一個(gè)小孔P、Q，平行放置的金屬板C、D板長(zhǎng)和板間距均為L，足夠長(zhǎng)的粒子接收屏M與D板夾角為�，F(xiàn)從P點(diǎn)處有質(zhì)量為 m、帶電量為＋q的粒子放出（粒子的初速度可忽略不計(jì)）。經(jīng)加速后從Q點(diǎn)射出，貼著C板并平行C板射入C、D電場(chǎng)（平行金屬板外電場(chǎng)忽略不計(jì)，重力不計(jì)，，）

（1）粒子經(jīng)加速后從Q點(diǎn)射出速度大小v

（2）若在進(jìn)入C、D間電場(chǎng)后好恰從D板邊緣飛出，則C、D間電壓U1為多少？

（3）調(diào)節(jié)C、D間電壓（大�。┦惯M(jìn)入電場(chǎng)的粒子，不能打在粒子接收屏M上，則C、D間電壓U2的取值范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如閣所示，固旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屈盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金誠(chéng)盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則下列說法中正確的是

A. 電場(chǎng)的周期與粒子在磁場(chǎng)中腳周運(yùn)動(dòng)周期相同

B. 電場(chǎng)的周期逛粒子從磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)周期的2倍

C. 增大電場(chǎng)強(qiáng)坻可以增大帶也粒子射出吋的動(dòng)能

D. 增大D形金屬盒的半徑可以增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能

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