如圖所示,一個小球(視為質點)從H=12 m高處,由靜止開始沿光滑彎曲軌道AB,進入半徑R=4 m的豎直圓環(huán)內(nèi)側,且與圓環(huán)的動摩擦因數(shù)處處相等,當?shù)竭_圓環(huán)頂點C時,剛好對軌道壓力為零;然后沿CB圓弧滑下,進入光滑弧形軌道BD,到達高度為h的D點時速度為零,則h的值可能為
A.10 m   B.9.5 mC.8.5 mD.8 m
BC

試題分析:小球到達環(huán)頂C時,剛好對軌道壓力為零,在C點,由重力充當向心力,則
根據(jù)牛頓第二定律得:,因R=4m,小球在C點時的動能為
以B點為零勢能面,小球重力勢能Ep=2mgR=8mg.開始小球從H="12m" 高處,由靜止開始通過光滑弧形軌道AB,因此在小球上升到頂點時,根據(jù)動能定理得:
所以摩擦力做功Wf=2mg,此時機械能等于10mg,之后小球沿軌道下滑,由于機械能有損失,所以下滑速度比上升速度小,因此對軌道壓力變小,所受摩擦力變小,所以下滑時,摩擦力做功大小小于2mg,機械能有損失,到達底端時小于10mg;此時小球機械能大于10mg-2mg=8mg,而小于10mg,所以進入光滑弧形軌道BD時,小球機械能的范圍為,8mg<Ep<10mg,所以高度范圍為8m<h<10m,故BC正確.
練習冊系列答案
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如圖所示,xOy平面內(nèi)有一勻強電場,場強為,方向未知,電場線跟軸的負方向夾角為,電子在坐標平面內(nèi),從原點O以大小為、方向沿正方向的初速度射入電場,最后打在軸上的點.電子的質量為,電荷量為,重力不計.則(  )
A.O點電勢高于點電勢
B.運動過程中電子在點電勢能最多
C.運動過程中,電子的電勢能先減少后增加
D.電場對電子先做負功,后做正功

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如圖所示,實線為電場線,虛線為等勢線,且相鄰兩條等勢線間的電勢差相等。一正電荷(只在電場力的作用下)在φ3上時,具有的動能是20eV,它運動到等勢線φ1上時,速度為零。令φ2=0。那么該電荷的電勢能為4 eV時,其動能大小為:
A.16eVB.6eVC.10eVD.4eV

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在光滑的水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場,其電勢隨x坐標值的變化圖線如圖所示。一質量為m,帶電量為q的帶正電小球(可視為質點)從O點以初速度v0沿x軸正向移動。下列敘述正確的是(    )
A.若小球能運動到x1處,則該過程小球所受電場力逐漸增大
B.帶電小球從x1運動到x3的過程中,電勢能先減小后增大
C.若該小球能運動到x4處,則初速度v0至少為
D.若v0,帶電粒子在運動過程中的最大速度為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(19分)如圖所示,足夠長的光滑絕緣水平臺左端固定一被壓縮的絕緣輕質彈簧,一個質量、電量的可視為質點的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球,小球從水平臺右端A點飛出,恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點,并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度,傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長為,帶電小球與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連,在C點沒有能量損失,所有軌道都絕緣,運動過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強電場中,場強。(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2)求:

(1)被釋放前彈簧的彈性勢能?
(2)要使小球不離開軌道(水平軌道足夠長),豎直圓弧軌道的半徑應該滿足什么條件?
(3)如果豎直圓弧軌道的半徑,小球進入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點P?

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如圖乙,一質量為m的平板車左端放有質量為M的小滑塊,滑塊與平板車之間的動摩擦因數(shù)為μ。開始時,平板車和滑塊共同以速度v0沿光滑水平面向右運動,并與豎直墻壁發(fā)生碰撞,設碰撞時間極短,且碰撞后平板車速度大小保持不變,但方向與原來相反。平板車足夠長,以至滑塊不會滑出平板車右端,重力加速度為g。求:

①平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時兩者的共同速度;
②平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時,平板車右端距墻壁的距離。

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如圖所示,質量為m的物體(可視為質點)以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面其運動的加速度大小為,此物體在斜面上上升的最大高度為h,則在這個過程中物體(   )
A.重力勢能增加了mghB.克服摩擦力做功mgh
C.動能損失了mgh D.機械能損失了

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一物塊由靜止開始從粗糙斜面上的某點加速下滑到另一點,在此過程中重力對物塊做的功等于(     )
A.物塊動能的增加量
B.物塊重力勢能的減少量與物塊克服摩擦力做的功之和
C.物塊重力勢能的減少量和物塊動能的增加量以及物塊克服摩擦力做的功之和
D.物塊動能的增加量與物塊克服摩擦力做的功之和

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如圖,置于足夠長斜面上的盒子A內(nèi)放有光滑球B, B恰與A前、后壁接觸,光滑斜面固定于水平地面上,一輕質彈黃的一端與固定在斜面上的木板P連接,另一端與A相連,處于靜止狀態(tài)。今用平行于斜面向下的外力緩慢推A,然后由靜止釋放,則從 釋放盒子A直至其獲得最大速度的過程中
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B.彈簧的彈性勢能一直減小,但并沒有減小到零
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D.彈簧對A做的功與A所受重力做功的代數(shù)和等于A動能的增加量

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