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精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

【題目】如圖所示為過山車模型。其中ab段位傾斜平直軌道,cdc '段位環形軌道,cc'為最低點、d為最高點,半徑為Rbc段位水平軌道與傾斜軌道、環形軌道平滑連接。無限長的水平軌道c'e與環形軌道相切于c'點。剛性小球A從傾斜軌道離水平面高度H處靜止釋放,與另一靜置于水平軌道上的剛性小球B發生彈性正碰。已知B球質量是A球的4倍,整個裝置處于豎直平面內,忽略一切摩擦阻力。(重力加速度為g)

(1)要使A球能夠沿著軌道運動與B球碰撞,對釋放點高度有何要求?

(2)要使兩球在軌道上至少發生兩次碰撞,對釋放點高度H有何要求?

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)要使小球能夠通過d點,則需要:

聯立以上兩式,解得

(2)設碰撞前A球速度為v,碰撞為彈性碰撞,則碰撞前后兩球機械能守恒、動量守恒,有:

聯立以上兩式,解得

.

|vA|> |vB|,故要求A球能夠從環形軌道再次返回即可追上B球發生第二次碰撞,則

情形一,A球回到環形軌道時上升最大高度不超過R,即可返回,有:

聯立式得

結合(1)中結論,得H取值范圍一

情形二,A球能再次通過環形軌道最高點,并回到斜面上之后再次返回、通過環形軌道,追上B球,有

聯立得H取值范圍二

故釋放點高度H的取值范圍為

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,間距為L的兩根平行金屬導軌彎成“L”形,豎直導軌面與水平導軌面均足夠長,整個裝置處于豎直向上大小為B的勻強磁場中.質量均為m、阻值均為R的導體棒ab、cd均垂直于導軌放置,兩導體棒與導軌間動摩擦因數均為μ,當導體棒cd在水平恒力作用下以速度v0沿水平導軌向右勻速運動時,釋放導體棒ab,它在豎直導軌上勻加速下滑.某時刻將導體棒cd所受水平恒力撤去,經過一段時間,導體棒cd靜止,此過程流經導體棒cd的電荷量為q(導體棒ab、cd與導軌間接觸良好且接觸點及金屬導軌的電阻不計,已知重力加速度為g),則下列判斷錯誤的是(

A.導體棒cd受水平恒力作用時流經它的電流I=

B.導體棒ab勻加速下滑時的加速度大小a=g﹣

C.導體棒cd在水平恒力撤去后它的位移為s=

D.導體棒cd在水平恒力撤去后它產生的焦耳熱為Q=

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強磁場中有一個用軟導線制成的單匝閉合線圈,線圈平面與磁場垂直.已知線圈的面積S=0.3m2、電阻R=0.6Ω,磁場的磁感應強度B=0.2T.現同時向兩側拉動線圈,線圈的兩邊在Δt=0.5s時間內合到一起.求線圈在上述過程中

1)感應電動勢的平均值E

2)感應電流的平均值I,并在圖中標出電流方向;

3)通過導線橫截面的電荷量q

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一水平繃緊的傳送帶由電動機帶動。始終以速度1m/s勻速運動,在傳送帶的左端有一質量為1kg的物體由靜止釋放,物體過一段時間能保持與傳送帶相對靜止,已知物體與傳送帶間動摩擦因數為0.1g10m/s,對于物體從靜止釋放到與傳送帶相對靜止這一過程,下列說法正確的是( )

A.摩擦力對物體做功為1J

B.電動機增加的功率為1W

C.傳送帶克服摩擦力做的功為1J

D.電動機多做的功為1J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在頻率為f的交變電路中,如圖所示,把開關S依次分別接通RCL支路,這時通 過各支路的電流的有效值相等.若將交變電流的頻率提高到2f,維持其他條件不變,則下列幾種說法中,正確的是(  )

A.通過R的電流有效值不變

B.通過C的電流有效值變大

C.通過L的電流有效值變小

D.通過RCL的電流有效值都不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,線圈兩端與電阻相連構成閉合回路,在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵,磁鐵的N極朝下.在磁鐵的N極向下靠近線圈的過程中

A. 通過電阻的感應電流方向由ab,線圈與磁鐵相互排斥

B. 通過電阻的感應電流方向由ba,線圈與磁鐵相互排斥

C. 通過電阻的感應電流方向由ab,線圈與磁鐵相互吸引

D. 通過電阻的感應電流方向由ba,線圈與磁鐵相互吸引

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其核心部分如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質量為m,電量為q的質子,質子每次經過電壓為U電場區時,都恰好被加速,使質子由靜止加速到動能為E后,由A孔射出,質子所受重力可以忽略,下列說法正確的是(  )

A.其它條件不變時,增大D形盒半徑R,質子的最終動能E將增大

B.其它條件不變時,只增大加速電壓U,質子的最終動能E將增大

C.加速器中的電場和磁場都可以使帶電粒子加速

D.電壓變化的周期與質子在磁場中運動的周期相等時,可以使質子每次通過電場時總是加速

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的四種情形,下列說法正確的是(

A.1)圖中的圓形線圈水平,直導線在其某一條直徑的正上方,直導線中通入變化的電流時,下面的線圈中會產生感應電流

B.2)圖中蹄形磁鐵繞軸(虛線)旋轉時,其下方靜止不動的銅盤里會產生感應電流

C.若(3)圖中導體棒沿圖示方向在磁場中運動會產生感應電動勢

D.4)圖中由于導體線圈不閉合,所以磁鐵靠近導體線圈的過程中,導體線圈中無感應電動勢

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在豎直向上的勻強磁場中,水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈,規定線圈中感應電流的正方向如圖甲所示(感應電動勢的方向即線圈中感應電流的方向),當磁場的感應強度隨時間t如圖乙變化時,下圖正確表示線圈中感應電動勢變化的是(

A.

B.

C.

D.

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同步練習冊答案
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