【題目】如圖所示,兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)管道ABC豎直放置,且固定在光滑水平面上,圓心連線O1O2水平。輕彈簧左端固定在豎直擋板上,右端與質(zhì)量為m的小球接觸（不拴接,小球的直徑略小于管的內(nèi)徑）,長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距離為R。開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài),具有的彈性勢(shì)能為3mgR,其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定,小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道,最后從C點(diǎn)拋出。

（1）求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能和小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力。

（2）討論彈簧鎖定時(shí)彈性勢(shì)能滿足什么條件,從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE。

【答案】（1）mgR；mg，方向向下；（2）

【解析】

試題分析：（1）解除彈簧鎖定后小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程，彈簧和小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒，

由機(jī)械能守恒定律得：3mgR=2mgR+Ek，解得：Ek=mgR；

小球過(guò)C時(shí)的動(dòng)能：Ek＝mv2，

設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為F，

由牛頓第二定律得：，

解得：F=mg，方向向下；

（2）小球離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，

豎直方向：2R＝gt2，

水平方向：x1=v1t，

若要小球擊中薄板，應(yīng)滿足：R≤x1≤2R，

彈簧的彈性勢(shì)能：EP=2mgR+mv12，

彈性勢(shì)能EP滿足：時(shí)，小球才能擊中薄板；

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】電梯內(nèi)有質(zhì)量為m的物體，用繩子掛在電梯的天花板上，當(dāng)電梯以 的加速度豎直運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線對(duì)物體的拉力為（ ）
A.
mg
B.
mg
C.
mg
D.mg

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng)，加速度的方向始終與速度的方向相同，但加速度大小逐漸減小到零，則在此過(guò)程中：

A.速度逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，速度達(dá)到最小值

B.速度逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，速度達(dá)到最大值

C.位移逐漸增大，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，位移將不再增大

D.位移逐漸減小，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，位移達(dá)到最小值

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于彈力，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.兩個(gè)相互接觸的物體間必定有彈力作用

B.壓力和支持力總是跟接觸面垂直

C.堅(jiān)硬的物體間產(chǎn)生彈力時(shí)可以沒(méi)有形變

D.桌面上的物體對(duì)桌面產(chǎn)生的壓力就是物體的重力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B緊靠在一起放在光滑水平桌面上，如果它們分別受到水平推力F1和F2作用，且F1＞F2 ， 則A施于B的作用力的大小為（ ）

A.F1
B.F2
C.
（F1+F2）
D.
（F1﹣F2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】平行板電容器的兩極板A、B接在電池兩極，一個(gè)帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合開(kāi)關(guān)S，電容器充電，這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ，如圖所示，則(　 　)

A. 保持開(kāi)關(guān)S閉合，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角增大

B. 保持開(kāi)關(guān)S閉合，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角不變

C. 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角增大

D. 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，帶正電的A極板向B極板靠近，則θ角不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段．在研究解決問(wèn)題過(guò)程中，不僅需要相應(yīng)的知識(shí)，還要注意運(yùn)用科學(xué)方法．伽利略理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái)，能更深刻反映自然規(guī)律．伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)程序如下：
⑴減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度
⑵兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一斜面
⑶如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r(shí)的高度
⑷繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)勻速運(yùn)動(dòng)．
請(qǐng)按程序先后次序排列，并指出它究竟屬于可靠的事實(shí)，還是通過(guò)思維過(guò)程的推論．下列選項(xiàng)正確的是（ ）

A.事實(shí)（2）→推論（3）→事實(shí)（1）→推論（4）
B.事實(shí)（2）→推論（3）→推論（1）→推論（4）
C.事實(shí)（2）→推論（1）→推論（3）→推論（4）
D.事實(shí)（2）→推論（1）→事實(shí)（3）→推論（4）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球．O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，bd沿水平方向．已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等．現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放．下列判斷正確的是（ ）

A. 小球能越過(guò)與O等高的d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到bc中點(diǎn)時(shí)，洛侖茲力最大

C. 小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大

D. 小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明乘坐公交車回家，在一段平直的公路上，看到路旁的樹(shù)在向北運(yùn)動(dòng)，則他可能是（ ）

A.選地面為參考系B.他可能是選路旁的房屋為參考系

C.公交車在向北運(yùn)動(dòng)D.公交車在向南運(yùn)動(dòng)

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同步練習(xí)冊(cè)答案