【題目】在光滑絕緣水平軌道上有一彈簧左端系于A點(diǎn),右端與質(zhì)量為3m的小球1接觸但不連接�，F(xiàn)用外力推動(dòng)小球1將彈簧壓縮至彈性勢(shì)能為Ep=mgs(s為一定值)時(shí)靜止釋放,離開(kāi)彈簧后與靜止在P點(diǎn)質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的小球2發(fā)生彈性正碰(不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移),碰后小球2從DB進(jìn)入圓弧軌道,如圖所示。BC是一段豎直墻面,DEF是固定在豎直平面內(nèi)的一段光滑絕緣圓弧軌道,軌道上端D點(diǎn)的切線(xiàn)水平,B、D間距很小,可看作重合的點(diǎn)。圓心O與軌道下端F的連線(xiàn)與豎直墻面的夾角為53°在BC右邊整個(gè)空間有水平向左、場(chǎng)強(qiáng)E=的勻強(qiáng)電場(chǎng),小球2進(jìn)入圓孤軌道之后恰好能沿著軌道DEF運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后從軌道下端F處脫離,最后打在豎直墻面BC的C點(diǎn)。已知重力加速度為g,sin53°=0.8。

求：（1）碰后小球2運(yùn)動(dòng)的速度;

（2）軌道DEF的半徑R;

（3）小球2打在C點(diǎn)前瞬間的速度。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）由能量守恒得①

1、2小球根據(jù)動(dòng)量守恒得：②.

1、2小球根據(jù)機(jī)械能守恒得：③.

由①②③式解得：

（2）由題意得：.

設(shè)DEF軌道半徑為R，設(shè)在E點(diǎn)小球達(dá)到等效最高點(diǎn)，由于小球恰好能沿著DEF軌道運(yùn)動(dòng)，則在E點(diǎn)有：①.

根據(jù)動(dòng)能定理得：.②.

由①②式解得：m

（3）過(guò)點(diǎn)F做切線(xiàn)以及垂直BC的水平線(xiàn)，則α為53°。又因?yàn)?/span>，則小球所受合力的方向與水平方向夾角成53°。即在F點(diǎn)小球速度方向與合力方向共線(xiàn)，小球做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

由幾何關(guān)系得：m.

從B到C全程動(dòng)能定理有：

解得：.

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】如圖所示是一種簡(jiǎn)易的驗(yàn)電器，金屬絲固定在絕緣立柱上，兩端（未接觸）上有兩塊可以活動(dòng)的鋁箔，帶電體與金屬絲接觸之后，兩塊鋁箔帶上等量同種電荷，在靜電斥力的作用下彼此分開(kāi)。關(guān)于兩塊鋁箔之間的靜電力，下面說(shuō)法正確的是（ ）

A. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔帶電量成正比

B. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔之間的距離成反比

C. 兩塊鋁箔之間的靜電力跟兩鋁箔之間的距離的平方成反比

D. 以上結(jié)論都不正確

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩條粗糙平行導(dǎo)軌間的距離是0.5m，導(dǎo)軌與2Ω的電阻連接，水平固定放置在桌面上，導(dǎo)軌一部分位于有理想邊界的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下。質(zhì)量為0.2kg的金屬桿垂直放置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌以及金屬桿的電阻可忽略不計(jì)。在t0＝0時(shí)刻，給金屬桿施加一個(gè)水平向左的恒定拉力F，金屬桿由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在t1＝10s時(shí)，以速度v1＝4m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，在t2＝15s時(shí)刻，撤去拉力F，與此同時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度開(kāi)始逐漸減小，金屬桿中不再有感應(yīng)電流，金屬桿勻減速運(yùn)動(dòng)到t3＝20s時(shí)停止，下面說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 拉力F＝0.08N

B. t1～t2時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度0.4T

C. 回路磁通量的最大值為4Wb

D. t2～t3時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲為某輕型起重機(jī)向房頂運(yùn)輸貨物,其簡(jiǎn)圖如圖乙所示,一端有定滑輪的桿臂OA固定在O點(diǎn)，某次起重機(jī)以速度v0=1m/s勻速向上提升質(zhì)量m=1t的重物(可視為質(zhì)點(diǎn)),在重物離地面H=19.5m時(shí)鋼繩突然斷裂,此時(shí)一輛L=3m的搬磚車(chē)正以v=0.5m/s的速度在圖乙中CD方向運(yùn)動(dòng),車(chē)頭前端恰好處于重物正下方,搬磚車(chē)高h=1.5m。g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。

求:（1）勻速提升重物的過(guò)程中起重機(jī)的輸出功率;

（2）鋼繩斷裂時(shí)搬磚車(chē)司機(jī)立即加速加速度至少為多大才能避免被重物砸中?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻為r，匝數(shù)為N，面積為S的矩形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，接入電路中變阻器的阻值為時(shí)，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直，各電表均為理想交流電表，則　　

A. 時(shí)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B. 電壓表的示數(shù)為

C. 滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大

D. 線(xiàn)圈勻速運(yùn)動(dòng)的角速度變大時(shí)，電流表的讀數(shù)變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在一次探究活動(dòng)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)的質(zhì)量、長(zhǎng)，半徑的光滑半圓弧軌道固定在小車(chē)的上表面的中點(diǎn)位置，半圓弧軌道下端與小車(chē)的上表面水平相切，現(xiàn)讓位于軌道最低點(diǎn)的質(zhì)量的光滑小球隨同小車(chē)一起沿光滑水平面向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻小車(chē)碰到固定障礙物而瞬時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)小車(chē)不反彈，之后小球離開(kāi)圓弧軌道最高點(diǎn)并恰好落在小車(chē)的左端邊沿處，該同學(xué)通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)得到了如下結(jié)論，其中正確的是取　　

A. 小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度為

B. 小車(chē)與障礙物碰撞時(shí)損失的機(jī)械能為

C. 小車(chē)瞬時(shí)靜止后，小球在軌道最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力是12N

D. 小車(chē)向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度約為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，大量的科學(xué)發(fā)展促進(jìn)了人們對(duì)原子、原子核的認(rèn)識(shí)，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是（　�。�

A. 盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

B. 天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子

C. 輕核聚變反應(yīng)方程有：

D. 氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)和從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)，前者躍遷輻射出的光子波長(zhǎng)比后者的長(zhǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，在直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m＝5.0×10－8 kg、電荷量為q＝1.0×10－6 C的帶電粒子，從P點(diǎn)以v＝20 m/s的速度沿圖示方向進(jìn)入磁場(chǎng)，已知OP＝30 cm。(不計(jì)粒子重力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.0 T，粒子從x軸上的Q點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)離開(kāi)磁場(chǎng)，求OQ的距離；

(2)若粒子不能進(jìn)入x軸上方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿(mǎn)足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列方法可行的是（ ）

A. 增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B. 減小狹縫間的距離

C. 增大D形金屬盒的半徑

D. 增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓

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