3.如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,一端系在豎直放置、半徑為R的光滑圓環(huán)頂點(diǎn)P,另一端連接一套在圓環(huán)上且質(zhì)量為m的小球,開始時(shí)小球位于A點(diǎn),此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)且與豎直方向的夾角為45°,之后小球由靜止沿圓環(huán)下滑,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)速率為v,此時(shí)小球與圓環(huán)之間壓力恰好為零.下列分析正確的是( 。
A.小球過B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈力大小為m$\frac{{v}^{2}}{R}$
B.小球過B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈力大小為k(2R-$\sqrt{2}$R)
C.從A到B的過程中,重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能
D.從A到B的過程中,重力對(duì)小球做的功等于小球克服彈簧彈力做的功

分析 小球過B點(diǎn)時(shí),由重力和彈簧彈力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出彈簧的彈力.也可根據(jù)胡克定律求彈力.
從A到B的過程中,小球的機(jī)械能減小.小球受到彈簧的彈力做負(fù)功,重力做正功,根據(jù)動(dòng)能定理分析兩個(gè)功之間的大小關(guān)系.

解答 解:A、小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)速率為v,此時(shí)小球與圓環(huán)之間壓力恰好為零,則知由彈簧的彈力與重力的合力恰好提供小球所需要的向心力.則:
  F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,所以小球過B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈力大小為F=mg+m$\frac{{v}^{2}}{R}$,故A錯(cuò)誤.
B、小球過B點(diǎn)時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量:x=2R-$\sqrt{2}$R,彈力大小為 F=kx=k(2R-$\sqrt{2}$R).故B正確.
C、從A到B的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能增大,小球的重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增大,則知重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能.故C錯(cuò)誤.
D、從A到B的過程中,重力做正功,彈簧的彈力做負(fù)功,由于動(dòng)能增大,由動(dòng)能定理知,總功為正,所以重力對(duì)小球做的功大于小球克服彈簧彈力做的功.故D錯(cuò)誤.
故選:B.

點(diǎn)評(píng) 此題中小球的機(jī)械能不守恒,可以從能量轉(zhuǎn)化的角度進(jìn)行分析.確定功的大小,可以根據(jù)動(dòng)能定理分析總功的正負(fù)來判斷.

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:多選題

2.下列說法正確的是( 。
A.盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的核反應(yīng)方程為${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}$N→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H
B.鈾核裂變的核反應(yīng)是:${\;}_{92}^{235}$U→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$O+2${\;}_{0}^{1}$n
C.太陽源源不斷的釋放出巨大的能量,其能量的來涿就是太陽本身的核裂變
D.現(xiàn)在的很多手表指針上涂有一種新型發(fā)光材料,白天吸收光子外層電子躍遷到高能軌道,晚上向低能級(jí)躍遷放出光子,其發(fā)光的波長(zhǎng)一定跟吸收的光的波長(zhǎng)完全一致
E.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性
F.盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,說明原子核還有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.負(fù)點(diǎn)電荷Q固定在正方形的一個(gè)頂點(diǎn)上,帶電粒子僅在該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),恰好能經(jīng)過正方形的另外三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c,如圖所示,則下列說法錯(cuò)誤的是(  )
A.粒子P帶負(fù)電
B.a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系是φac<φb
C.粒子P由a到b電勢(shì)能增加,由b到c電勢(shì)能減小
D.粒子P在a、b、三點(diǎn)時(shí)的加速度大小之比是2:1:2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.A、B兩小車的質(zhì)量均為M,在光滑水平面上相向而行,速度大小均為1.8m/s,A車內(nèi)有一質(zhì)量為$\frac{M}{4}$的小球C.用長(zhǎng)L=0.4m的細(xì)線懸掛在車廂頂上并相對(duì)于車廂靜止,如圖所示.若A、B在極短時(shí)間內(nèi)相撞并連接在一起.求:
(1)兩車撞擊后物體C擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速率(對(duì)地面);
(2)C擺到最高點(diǎn)時(shí)線與豎直方向的夾角θ(g取10m/s2).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

7.已知電阻R1:R2=1:3,若它們?cè)陔娐分写?lián)時(shí),其上的電壓U${\;}_{{R}_{1}}$:U${\;}_{{R}_{2}}$=1:3.所消耗的功率P${\;}_{{R}_{1}}:{P}_{{R}_{2}}$=1:3.電阻上的電流I${\;}_{{R}_{1}}$:I${\;}_{{R}_{2}}$=1:1.若將它們并聯(lián)在電路中,U${\;}_{{R}_{1}}$:U${\;}_{{R}_{2}}$=1:1.I${\;}_{{R}_{1}}$:I${\;}_{{R}_{2}}$=3:1.P${\;}_{{R}_{1}}:{P}_{{R}_{2}}$=3:1.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.為測(cè)量某金屬絲的電阻率,截取了其中的一段,用游標(biāo)卡尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L,用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D.結(jié)果如圖所示,由此讀出L=109.30mm.金屬絲的直徑D=1.780mm.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.如圖所示,A、B都是重物,A被繞過小滑輪P的細(xì)線懸掛,B放在粗糙的水平桌面上.滑輪P被一根斜短線系于天花板上的O點(diǎn),O′是三根細(xì)線的結(jié)點(diǎn),細(xì)線bO′水平拉著物體B,cO′沿豎直方向拉著彈簧.彈簧、細(xì)線、小滑輪的重力不計(jì),細(xì)線與滑輪之間的摩擦力可忽略,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).若懸掛小滑輪的斜線中的拉力是F=20$\sqrt{3}$ N,∠cO′a=120°,重力加速度g取10m/s2,則下列說法正確的是( 。
A.彈簧的彈力為20NB.重物A的質(zhì)量為2$\sqrt{3}$kg
C.桌面對(duì)物體B的摩擦力為10$\sqrt{3}$ND.細(xì)線OP與豎直方向的夾角為60°

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,一個(gè)矩形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方自由落下,進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中后,再從磁場(chǎng)中穿出.勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度L大于線框的高度h.已知線框的下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的加速度為零,空氣阻力不計(jì).則下列說法正確的是(  )
A.從線框開始運(yùn)動(dòng)到線框下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前的過程中,重力所做的功完全轉(zhuǎn)化為線框的動(dòng)能
B.從線框下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到線框剛好全部進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,重力所做的功完全轉(zhuǎn)化為線框同路的電能
C.線框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中,重力所做的功完全轉(zhuǎn)化為線框的動(dòng)能
D.線框穿出磁場(chǎng)的過程中,重力所做的功完全轉(zhuǎn)化為線框的動(dòng)能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖所示為特種兵訓(xùn)練的一個(gè)項(xiàng)目.在水面浮臺(tái)與斜坡之間懸掛一不計(jì)質(zhì)量且不可伸長(zhǎng)的輕繩,繩子的懸點(diǎn)為O,可在豎直平面內(nèi)擺動(dòng).士兵沿斜面跑下過程中抓住繩子向下擺動(dòng),當(dāng)擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),士兵松開繩子,然后做平拋運(yùn)動(dòng)落到水面浮臺(tái)上,可將士兵視為質(zhì)點(diǎn).已知:繩長(zhǎng)l=5m,O點(diǎn)與浮臺(tái)中心A的水平距離s=10m、O點(diǎn)與浮臺(tái)間的豎直高度h=10m,士兵質(zhì)量為m=60kg,g=10m/s2.求:
(1)如果士兵抓住繩子末端向下擺動(dòng),剛好落到平臺(tái)上的中心,士兵擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小和繩子對(duì)的士兵拉力大;
(2)如果不增加經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩子的拉力大小,同時(shí)想要落得更遠(yuǎn),某士兵想到提高手握繩的位置的方案.試通過計(jì)算論證此方案是否可行?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案