【题目】如图所示,AB是水平的光滑轨道,BC是与AB相切的位于竖直平面内、半径为R=0.4m的半圆形光滑轨道。两小球M、N质量均为m,其间有压缩的轻短弹簧,整体锁定静止在轨道AB上(小球M、N均与弹簧端接触但不拴接)。某时刻解除锁定,两小球M、N被弹开,此后球N恰能沿半圆形轨道通过其最高点C。已知M、N的质量分别为mM=0.1kg、mN=0.2kg,g取10m/s2,小球可视为质点。求:
(1)球N到达半圆形轨道最高点C时的速度大小;
(2)刚过半圆形轨道最低点B时,轨道对球N视为支持力大小;
(3)解除锁定钱,弹簧具有的弹性势能。
【答案】(1) (2)
(3)6J
【解析】试题分析:N小球恰能沿半圆形轨道通过其最高点C,由重力充当向心力,由牛顿第二定律和向心力公式结合求小球恰好通过C点时的速度; 小球N从B运动到C的过程,遵守机械能守恒,由机械能守恒定律求得小球N通过B点时的速度.在B点,由合力提供向心力,由牛顿第二定律求轨道对小球N的支持力;解除锁定弹簧的过程,由动量守恒定律和能量守恒定律结合求弹簧的弹性势能。
(1)由题意可知,小球在最高点C时,只有重力提供向心力,
所以有:
代入数据解得:
(2)小球N由B到C满足机械能守恒定律,则有:
代入数据解得:
由圆周运动的规律可知:
代入数据解得:N=12N
(3)弹簧解锁过程中,M、N组成的系统动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律得:mNvB-mMvM=0
由能量守恒定律可知:
代入数据解得:Ep=6J
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,甲、乙两物块通过轻弹簧a栓接,轻弹簧b上端与物块乙栓接,下端与水平地面接触但不栓接,整个装置处于竖直静止状态,现对物体甲施一竖直向上的拉力(图中未画出)使其缓慢向上运动,直到轻弹簧b刚要离开地面。轻弹簧a、b的劲度系数分别为、
,下列说法正确的是( )
A、轻弹簧b刚要离开地面时,竖直拉力大小与、
有关
B、轻弹簧b刚要离开地面时,竖直拉力大小与、
无关
C、整个过程中,竖直拉力做功与、
有关
D、整个过程中,竖直拉力做功与、
无关
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在
时并排行驶,则
A. 在时,乙车在甲车前7.5m
B. 两车另一次并排行驶的时刻是
C. 在时,乙车在甲车前面
D. 甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为30m
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】以下说法正确的是 ( )
A. 力是矢量,位移是矢量,所以功也是矢量
B. -10 J的功大于+5 J的功
C. 功的正、负表示方向
D. 若某一个力对物体不做功,说明该物体一定没有发生位移
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】中国运动员参加奥运蹦床比赛,取得骄人的成绩.运动员从接触蹦床至运动到最低点的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A. 运动员的机械能先增大后减小
B. 运动员的动量先减小后增大
C. 运动员所受重力的冲量小于运动员所受弹力的冲量
D. 只有重力和蹦床弹力对运动员做功,运动员的机械能守恒
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】2013年6月20日,航天员王亚平在“天宫一号”飞行器里展示了失重状态下液滴的表面张力引起的现象,可以观察到漂浮液滴的形状发生周期性的微小变化(振动),如图所示。已知液滴振动的频率表达式为f = k,其中k为一个无单位的比例系数,r为液滴半径,ρ为液体密度,σ为液体表面张力系数(单位为N/m)。σ与液体表面自由能的增加量△E、液体表面面积的增加量△S有关,则在下列相关的关系式中,可能正确的是
A. σ =
B. σ =
C. σ = △E · △S
D. σ =
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,固定的倾斜直杆与水平方向成角,直杆上套有一个圆环,圆环通过一根细线与一只小球相连接,当圆环沿直杆由静止开始下滑时,小球与圆环保持相对静止,细线伸直,且与竖直方向成
,下列说法正确的是( )
A. 若直杆光滑,一定有
B. 若直杆光滑,有可能为零
C. 若直杆粗糙,有可能为零
D. 若直杆粗糙,有可能
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】平抛一物体,当抛出1 s后它的速度方向与水平方向成45°,落地时速度方向与水平方向成60°,求:
(1)初速度大小;(2)开始抛出时距地面的高度;(3)水平射程.(取g=10 m/s2)
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com