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15.光的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點,其中圓軌道在豎直平面內,B點的最低點,D點為最高點,一質量為m的小球以一定的初速度沿AB射入,恰能通過最高點,試求:
(1)小球到達最高點D的速度大小
(2)小球對B點的壓力大�。�

分析 小球恰能通過最高點時,由重力提供向心力,根據牛頓第二定律求出小球經最高點時的速度,根據動能定理求出B點速度,小球經過B點后的瞬間由重力和軌道的支持力的合力提供向心力,據此求解小球對B點的壓力大�。�

解答 解:(1)小球恰能通過最高點時,由重力提供向心力,則有:
mg=mvD2R,
解得:vD=gR
(2)從B到D的過程中,根據動能定理得:
12mvD212mvB2=mg2R,
在B點,根據向心力公式得:
F-mg=mvB2R,
聯立解得:F=6mg
根據牛頓第三定律可知,小球對B點的壓力大小為6mg.
答:(1)小球到達最高點D的速度大小為gR;
(2)小球對B點的壓力大小為6mg.

點評 動能定理與向心力知識綜合是常見的題型.小球恰好通過最高點時速度與輕繩模型類似,軌道對小球恰好沒有作用力,由重力提供向心力,臨界速度v=gR,做選擇題時可直接運用.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.運動學中有人想引入“加速度的變化率”,關于“加速度的變化率”,下列說法確的是( �。�
A.從運動學角度的定義,“加速度的變化率”的單位應是m/s3
B.加速度的變化率為 0 的運動是勻速運動
C.若加速度與速度同方向,如圖所示的 a-t 圖象,表示的是物體的速度在增加
D.若加速度與速度同方向,如圖所示的 a-t 圖象,已知物體在 t=0 時速度為5m/s,則 2s 末的速度大小為8m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖所示,一質量為m的小球用輕繩懸掛在天花板上的O點,現用一水平拉力將小球拉離和豎直方向成θ角,處于靜止狀態(tài),則關于輕繩的拉力FT和水平拉力F的大小,下列關系正確的是(  )
A.F=\frac{mg}{tanθ}B.F=mgtanθC.FN=\frac{mg}{tanθ}D.FN=mgtanθ

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.下列關于作用力和反作用力的說法中正確的是( �。�
A.只有當兩相互作用的物體都處于靜止時,它們之間的作用力和反作用力大小才相等
B.摩擦力的反作用力也可能是彈力
C.作用力和反作用力不能相互平衡
D.作用力和反作用力的產生無先后之分

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.直角坐標系xOy中,有一半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域,磁感應強度為B,磁場方向垂直xOy平面指向紙面內,該區(qū)域的圓心坐標為(R,0),有一個質量為m、帶電荷量為-q的離子,以某一速度從點(0,\frac{R}{2})沿x軸正方向射入該磁場,離子從距離射入點最遠處射出磁場,不計重力重力,則(  )
A.離子的速度為\frac{2qRB}{m}
B.離子的速度為\frac{qBR}{m}
C.離子在磁場區(qū)域運動的時間為\frac{πm}{3qB}
D.離子在磁場區(qū)域運動的時間為\frac{πm}{6qB}

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

20.如圖1所示,在同一豎直平面內有兩個上下正對著的相同半圓形光滑軌道,半徑為R,它們之間的距離為x且可調,在最低點B處與最高點A處各放一個壓力傳感器.一質量為m的小球在兩軌道間運動,小球經過最低點B時壓力傳感器示數為20mg(在后面的實驗中總保持該示數不變),g為重力加速度,不計空氣阻力.
(1)求小球經過最低點B時的速度大�。�
(2)當調節(jié)x=R時,求小球經過最高點A處時壓力傳感器的示數.
(3)在保證小球能經過最高點A的情況下改變x,兩壓力傳感器示數差的絕對值△F也隨之改變.試通過計算在圖2坐標系中畫出\frac{△F}{mg}\frac{x}{R}變化的圖象.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.電磁流量計廣泛應用于測量可導電流體(如污水)在管中的流量(在單位時間內通過管內橫截面的流體的體積),如圖所示是某流量計的一部分,其橫截面為一段長方形的管道,長、寬、高分別為圖中的a、b、c,流量計的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料,現于流量計所在處加磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直于前后兩面,當導電流體穩(wěn)定地流經流量計時,在管外將流量計上、下兩表面與理想電壓表連接,U表示測得的電壓值,不計流體的電阻,則可求得流體的流量為(  )
A.\frac{U}{B}aB.\frac{U}{B}bC.\frac{U}{B}cD.\frac{U}{B}

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

4.為測定干電池的電動勢和內阻,提供的實驗器材如下所示:
A.完全相同的二干電池2節(jié),每節(jié)干電池1•5v左右,內阻較小
B.電流表A(量程為0.6A,內阻約o.5Ω)
C.滑動變阻器Rl (0--10Ω,10A)
D.滑動變阻器R2(0--100Ω,1A)
E.電流表G(0--3.0mA,Rg=10Ω)
F.定值電阻R3=990Ω
G.定值電阻R4=90Ω
H.定值電阻R0=3.0Ω
(1)由于兩節(jié)干電池的內阻較小,現將定值電阻R0=3.0Ω與兩節(jié)干電池串聯后作為一個整體進行測量.在進行實驗時,滑動變阻器應選用C,由于無電壓表,故將電流表G與某定值電阻串聯改裝成適當量程的電壓表,則定值電阻應選用F.(填寫實驗器材前的編號)
(2)在虛線方框中補充完整本實驗電路的原理圖.

(3)根據實驗測得數據作出I2-I1的圖象如圖2圖所示,其中I2為通過電流表G的電流,I1為通過電流表A的電流.根據該圖象可知每節(jié)干電池的電動勢為1.5V,內阻為2Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,兩個物體 A、B 疊放在一起,并且緊貼粗糙墻面,A、B 兩物體的接觸 面也粗糙.現將它們同時以某一初速度豎直向上拋出,不計空氣阻力.則在運動的過程中,下列說法正確的是(  )
A.兩物體均受到墻面的摩擦力
B.物體受到自身的重力和 A 對它的壓力
C.A 物體受到自身重力和墻面給它的摩擦力
D.A 物體只受自身重力

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