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精英家教網(wǎng) > 高中物理 > 題目詳情

【題目】游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來．我們可以把這種情形抽象為如圖所示的模型：弧形軌道的下端與圓軌道相接，固定在同一個(gè)豎直面內(nèi)，不考慮摩擦阻力和空氣阻力．現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m的小球，從弧形軌道上端距地面高度為h處由靜止釋放，B點(diǎn)為圓軌道的最低點(diǎn)，小球進(jìn)入圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，恰好能通過軌道的最高點(diǎn)A處．已知h=0.25m，m=1.0kg，重力加速度g=10m/s2．求：

(1)小球通過B點(diǎn)時(shí)速度的大小vB；

(2)圓軌道的半徑R的大小；

(3)小球通過B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FB．

【答案】(1) (2)R=0.1m (3)FB=60N

【解析】

（1）由動(dòng)能定理，有

得 m/s

（2）設(shè)小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度為vA，根據(jù)牛頓第二定律有

依據(jù)機(jī)械能守恒定律有

解得R=0.1m

（3）設(shè)軌道在最低點(diǎn)給小球的支持力為FB′，根據(jù)牛頓第二定律有

FB′mg =

解得FB′=60N

由第牛頓三定律可知，球?qū)︓壍赖淖饔昧?/span>FB=60N

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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖示裝置測量一塊鐵片的質(zhì)量m。在定滑輪左側(cè)掛上n塊質(zhì)量均為m的鐵片，右側(cè)掛一重錘，重錘下端貼有一遮光片，鐵架臺(tái)上安裝有光電門。已知重錘和遮光片的總質(zhì)量為M（M為已知量）。調(diào)整重錘的高度，使其從適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止開始下落，讀出遮光片通過光電門的擋光時(shí)間t0；從定滑輪左側(cè)依次取下1塊鐵片放到右側(cè)重錘上，讓重錘每次都從同一位置由靜止開始下落，計(jì)時(shí)器記錄的擋光時(shí)間分別為t1、t2…，計(jì)算出t02、t12…．

（1）擋光時(shí)間為t0時(shí)，重錘的加速度為a0。從左側(cè)取下i塊鐵片置于右側(cè)重錘上時(shí)，對(duì)應(yīng)的擋光時(shí)間為ti，重錘的加速度為ai。則 =_____。（結(jié)果用t0和ti表示）

（2）作出﹣i的圖線是一條直線，直線的斜率為k，則一塊鐵片的質(zhì)量m=_____。

（3）若每次實(shí)驗(yàn)時(shí)受到的阻力大小恒定，則由于阻力的影響，會(huì)使得測量結(jié)果_____(填寫“偏大”、“偏小”、“無影響”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，相距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌ab、cd放置在水平桌面上，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的兩端a、c相連滑桿MN質(zhì)量為m，垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌、滑桿以及導(dǎo)線的電阻整個(gè)裝置放于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為滑桿的中點(diǎn)系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與另一質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)現(xiàn)將物塊由靜止釋放，當(dāng)物塊達(dá)到最大速度時(shí)，物塊的下落高度，用g表示重力加速度，則在物塊由靜止開始下落至速度最大的過程中　　

A. 物塊達(dá)到的最大速度是 B. 電阻R放出的熱量為

C. 通過電阻R的電荷量是 D. 滑桿MN產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量。一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場中以x=0為中心、沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)。已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，忽略重力。規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶鰪?qiáng)度E、加速度a、速度v的正方向，下圖分別表示x軸上各點(diǎn)的電場強(qiáng)度E，小球的加速度a、速度v和動(dòng)能EK隨x的變化圖象，其中正確的是（）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“探究力的合成的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖．

(1)圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________

(2)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是________

A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法

(3)本實(shí)驗(yàn)中以下說法正確的是________

A.兩根細(xì)繩必須等長

B.橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上

C.在使用彈簧秤時(shí)要注意使彈簧秤與木板平面平行

D.把橡皮筋的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧秤之間夾角必須取90°

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，固定的絕緣光滑斜面傾角為，質(zhì)量為m、長度為L的金屬棒僅標(biāo)出a端通有垂直紙面向外由b指向的恒定電流I，它們均處于勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)磁場方向與金屬棒垂直時(shí)，棒能水平靜止于斜面上，已知重力加速度為g，下列說法正確的是　　

A. 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能為

B. 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值為

C. 勻強(qiáng)磁場的方向可能沿斜面向上

D. 勻強(qiáng)磁場的方向可能沿斜面向下

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示裝置,通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律

（1）測量所得入射球A的質(zhì)量為mA,被碰撞小球B的質(zhì)量為mB,圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影,實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放,找到其平均落點(diǎn)的位置P,測得平拋射程為OP;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與小球B相撞,分別找到球A和球B相撞后的平均落點(diǎn)M、N,測得平拋射程分別為OM和ON,當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式_________，時(shí),即說明兩球碰撞中動(dòng)量守恒;如果滿足表達(dá)式_________，則說明兩球的碰撞為完全彈性碰撞。

（2）經(jīng)測定,mA=45.0g,mB=7.5g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖,經(jīng)計(jì)算，碰撞前、后總動(dòng)量的比值=______（結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示）

（3）有同學(xué)認(rèn)為,在上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì),其他條件不變,可以使被碰小球做平拋運(yùn)動(dòng)的射程增大。請(qǐng)你用（2）中已知的數(shù)據(jù),分析和計(jì)算出被碰小球B平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的最大值為______cm.