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如圖所示,半徑R=0.8 m的光滑絕緣軌道固定于豎直平面內,加上一個水平方向的勻強電場時,帶電小球剛好能沿軌道內側做完整的圓周運動,小球動能最大的位置在A點(θ未知),若小球的最大動能比最小動能多16 J,空氣阻力不計。試求:

(1)小球的最小動能為多少?

(2)若小球在動能最小位置時突然撤去軌道,并保持其他量都不變,則小球0.4 s時,其動能與在A點時的動能相等,小球的質量為多少?

解:(1)小球在A的受力如圖,設電場力和重力的合力為F,則由功能關系有  F×2R = 16

(2)撤去軌道后小球做類平拋運動,“下落”2R時動能與A相等(2分)

所以    2R = ½at2 (4分) 和   F = ma  (4分)

解得     m = 0.5kg  (1分)

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?淮安三模)如圖所示,半徑R=0.4m的圓盤水平放置,繞豎直軸OO′勻速轉動,在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ,轉軸和水平軌道交于O′點.一質量m=1kg的小車(可視為質點),在F=4N的水平恒力作用下,從O′左側x0=2m處由靜止開始沿軌道向右運動,當小車運動到O′點時,從小車上自由釋放一小球,此時圓盤半徑OA與x軸重合.規定經過O點水平向右為x軸正方向.小車與軌道間的動摩擦因數μ=0.2,g取10m/s2.求:
(1)若小球剛好落到A點,求小車運動到O′點的速度.
(2)為使小球剛好落在A點,圓盤轉動的角速度應為多大.
(3)為使小球能落到圓盤上,求水平拉力F作用的距離范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?廣東)如圖所示,半徑R=0.40m的光滑半圓環軌道處于豎直平面內,半圓環與粗糙的水平地面相切于圓環的端點A.一質量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運動,運動4.0m后,沖上豎直半圓環,最后小球落在C點.求A、C間的距離(取重力加速度g=10m/s2).

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道豎直固定,軌道末端水平,其右方有橫截面半徑r=0.2m的轉筒,轉筒頂端與軌道最低點B等高,下部有一小孔,距 頂端h=0.8m,轉筒的軸線與圓弧軌道在同一豎直平面內,開始時小孔也在這一平面內的圖示位置.現使一質量m=0.1kg的小物塊自最高點A由靜止開始沿圓弧軌道滑下,到達軌道最低點B時轉筒立刻以某一角速度勻速轉動起來,且小物塊最終正好進入小孔.不計空氣阻力,g取l0m/s2,求:
(1)小物塊到達B點時對軌道的壓力大;
(2)轉筒軸線距B點的距離L;
(3)轉筒轉動的角速度ω

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,半徑r=0.8m的光滑圓軌道被豎直固定在水平地面上,圓軌道最低處有一質量為0.4kg的小球(小球的半徑比r小很多).現給小球一個水平向右的初速度v0,下列關于在小球的運動過程中說法正確的是(g取10m/s2)( 。
A、v0≤4m/s可以使小球不脫離軌道
B、v0≥4
2
m/s可以使小球不脫離軌道
C、設小球能在圓軌道中做完整的圓周運動,在最低點與最高點對軌道的壓力之差為24N
D、設小球能在圓軌道中做完整的圓周運動,在最低點與最高點對軌道的壓力之差為20N

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,半徑R=0.5m的光滑圓弧面CDM分別與光滑斜面體ABC和斜面MN相切于C、M點,O為圓弧圓心,D為圓弧最低點,斜面體ABC固定在地面上,頂端B安裝一定滑輪,一輕質軟細繩跨過定滑輪(不計滑輪摩擦)分別連接小物塊P、Q(兩邊細繩分別與對應斜面平行),并保持P、Q兩物塊靜止.若PC間距為L1=0.25m,斜面MN粗糙且足夠長,物塊P質量m1=3kg,與MN間的動摩擦因數μ=
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,(sin37°=0,6,cos37°=0.8,g=l0m/s2),求:
(1)小物塊Q的質量m2
(2)剪斷細線,物塊P第一次過M點的速度大;
(3)剪斷細線,物塊P第一次過M點后0.3s到達K點(未畫出),求MK間距大小;
(4)物塊P在MN斜面上滑行的總路程.

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