满分5 > 高中物理试题 >

学校组织趣味运动会,某科技小组为大家提供了一个寓教于乐的游戏.如图所示,磁性小球...

学校组织趣味运动会,某科技小组为大家提供了一个寓教于乐的游戏.如图所示,磁性小球在铁质圆轨道外侧旋转而不脱落,好像轨道对它施加了魔性一样,小球旋转一周后在C点脱离轨道,投入左边内轨的某点上,已知竖直圆弧轨道由半径为2R的左半圆轨道AB和半径为R的右半圆轨道BC无缝对接,AB点处于竖直线上,可看成质点、质量为m的小球沿轨道外侧做圆周运动,已知小球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小恒为F,不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g

(1)若小球在A点的速度为,求小球在该点对轨道的弹力;

(2)若磁性引力F可调整,要使小球能完成完整的圆周运动,求的最小值;

(3)若小球从最高点开始沿轨道外侧运动,最后从C点抛出落到左侧圆轨道上(球脱离轨道后与轨道的引力消失),问小球能否落在与右边小圆圆心等高处?如果不能,求出小球的落点与O点的最短竖直距离。

 

(1)F,方向竖直向下;(2);(3)不能, 【解析】 (1)设在A点轨道对小球向上的弹力大小为FN,由牛顿第二定律得 代入数据得 FN=F 由牛顿第三定律得,小球在A点对轨道的弹力大小为F,方向竖直向下 (2)要使小球能完成完整的运动,只需在B点不脱轨即可。当vA=0时,到达B处速度最小,由动能定理得 当小球处于半径为R的轨道最低点B时,小球更容易脱落,则 所以 当FN=0时,磁性引力最小,故 (3)小球能沿轨道运动到C点,设vA=0,则从A到C的过程中有 得 若小球落到与右边小圆圆心等高处,设从C点以速度v0平拋,则竖直方向有 水平方向有 得水平速度 因为,故小球不可能落在与右边小圆圆心等高处,当时,落点与O点的竖直距离最近 水平方向有 竖直方向有 且 解得 故 小球的落点与O点的竖直距离最小为  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

某军队在军事演习时,要检验战斗机对移动物体发射炮弹的命中率情况,已知某一战斗机在h=500m的高空以v1=1080km/h的速度水平匀速飞行,地面上两辆相距为270m的遥控车均以v2=108km/h的速度匀速直线前进,现战斗机先发射一个炮弹,恰击中后面那辆遥控车,已知炮弹离开飞机时相对飞机的初速度为零,无人机和两遥控车在同一竖直面上,无人机、炮弹和遥控车均视为质点,不计空气阻力,重力加速度取10m/s2.

(1)投弹时,飞机与后面遥控车的水平距离为多大?

(2)若随后第二发炮弹要击中前一辆车,则两发炮弹发射的时间间隔为多少?

(3)若飞机开启特定飞行模式后,水平速度被锁定,只允许调整高度。现若要在第一发炮弹打出t1=2s后立即发射第二枚炮弹,要求在该模式下击中另一日标,则该无人机是要升高还是降低高度,高度要改变多少?

 

查看答案

在某次“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中,所选用的实验器材有∶

A.小灯泡“2.5V 0.2A

B.电流表0~0.6A~3A(内阻未知)

C.电压表0~3V~15V(内阻未知)

D.滑动变阻器“2A 20Ω

E.电源(两节旧的干电池)

F.开关一个,导线若干

(1)当开关闭合时,图中滑动变阻器的滑片应该置于___________(填“左”或“右”)端。

(2)实验中,当滑片P向左移动时,电路中的电流表的示数变___________(填“大”或“小”)。

(3)本次实验用电池对数据处理有没有影响?___________(填“有”或“没有”)。

(4)依据实验结果数据作出的图像可能是图中的___________

A.            B.

C.            D.

 

查看答案

图甲是某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验初始时刻的装置状态图,图乙是该同学得到一条用打点计时器打下的纸带。

(1)写出图甲中错误的地方__________________________。(至少写出两点)

(2)图甲中所示打点计时器应该用以下哪种电源___________

A.交流4~6V                B.交流220V

C.直流4~6V                D.直流220V

(3)为完成“探究加速度与力、质量的关系”实验,除了图甲中装置外,还需要用到以下哪些装置___________

A.                    B.

C.        D.

(4)该装置还可用于以下哪些实验_____________

A.探究小车速度随时间变化的规律实验

B.用打点计时器测速度实验

C.研究平抛运动的实验

D.探究做功与物体速度变化的关系实验

(5)图乙是打点计时器打出的点,请读出C点对应的刻度为___________cm,已知打点计时器的频率为50Hz,打点计时器在打C点时物体的瞬时速度vC=_______m/s,由此纸带测得小车的加速度为a=______m/s2(最后两空计算结果均保留到小数点后面两位数字)。

 

查看答案

一列波源在x轴原点的简谐横波沿x轴正方向传播,如图所示为t=0时刻的波形,此时波源正好运动到y轴的1cm处,此时波刚好传播到x=7m的质点A处,已知波的传播速度为24m/s,下列说法正确的是(  )

A.波源的起振方向沿y轴正方向

B.t=0时刻起再经过s时间,波源第一次到达波谷

C.t=0时刻起再经过2.75s时间质点B第一次出现在波峰

D.t=0吋刻起到质点B第一次出现在波峰的时间内,质点A经过的路程是48cm

 

查看答案

如图所示,两块半径均为R的半圆形玻璃砖正对放置,折射率均为n=;沿竖直方向的两条直径BCBC相互平行,一束单色光正对圆心OA点射入左侧半圆形玻璃砖,知∠AOB=60°。若不考虑光在各个界面的二次反射,下列说法正确的是(  )

A.减小∠AOB,光线可能在BC面发生全反射

B.BCBC间距大小与光线能否从右半圆形玻璃砖右侧射出无关

C.如果BCB′C间距大于,光线不能从右半圆形玻璃砖右侧射出

D.如果BCB′C间距等于,光线穿过两个半圆形玻璃砖的总偏折角为15°

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.