精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】某实验小组做了如下实验,装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由倾角为θ的斜面轨道AB和圆弧轨道BCD组成,将质量m=0.1kg的小球,从轨道AB上高H处的某点静止滑下,用压力传感器测出小球经过圆弧最高点D时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,FH的变化关系如图乙所示.g=10m/s2.求:

(1)圆轨道的半径R

(2)若小球从D点水平飞出后又落到斜面上,其中最低落点与圆心O等高,求θ的值.

【答案】12

【解析】试题分析:(1)小球经过D点时,满足竖直方向的合力提供圆周运动向心力即:

AD的过程中只有重力做功,根据动能定理有:

联立解得:

由题中给出的F-H图象知斜率

所以可得

2)小球离开D点做平抛运动,根据几何关系知,小球落地点越低平抛的射程越小,即题设中小球落地点位置最低对应小球离开D点时的速度最小.

根据临界条件知,小球能通过D点点时的最小速度为:

解得:

小球落地地点在斜面上与圆心等高,故可知小球平抛时下落的距离为R

所以小球平抛的射程:

由几何关系可知,

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】生态文明要求人们注重环保和节能.下列获得电能的方法不符合低碳要求的是( )

A. 风力发电 B. 火力发电 C. 太阳能发电 D. 水力发电

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】据报道,2016年10月23日7时31分,随天宫二号空间实验室(轨道舱)发射人轨的伴随卫星成功释放。伴随卫星重约47千克,尺寸相当于一台打印机大小。释放后伴随卫星将通过多次轨道控制,伴星逐步接近轨道舱,最终达到仅在地球引力作用下对轨道舱的伴随飞行目标。之后对天宫二号四周表面进行观察和拍照以及开展其他一系列试验,进一步拓展空间应用。根据上述信息及所学知识可知

A. 轨道控制阶段同一轨道上落后的伴星需点火加速才能追上前方的天宫二号

B. 轨道控制阶段同一轨道上落后的伴星需经历先减速再加速过程才能追上前方的天宫二号

C. 伴随飞行的伴星和天富二号绕地球做椭圆轨道运行时具有相同的半长轴

D. 由于伴星和天宫二号的轨道不重合,故他们绕地运行的周期不同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,光滑水平面上有质量均为m的物块ABB上固定一轻质弹簧,B静止,A以速度v0水平向右运动,从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中

A. AB的动量变化量相同 B. AB的动量变化率相同

C. AB系统的总动能保持不变 D. AB系统的总动量保持不变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1L2L3L4,在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场,大小均为1T,方向垂直于虚线所在平面.现有一矩形线圈abcd,宽度cd=L=0.5m,质量为0.1kg,电阻为2Ω,将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合),速度随时间的变化关系如图乙所示,t1时刻cd边与L2重合,t2时刻ab边与L3重合,t3时刻ab边与L4重合,已知t1t2的时间间隔为0.6s,整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向.(重力加速度g取10m/s2)则

A. 在0~t1时间内,通过线圈的电荷量为0.25C B. 线圈匀速运动的速度大小为8m/s

C. 线圈的长度为1m D. 0~t3时间内,线圈产生的热量为4.2J

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】两个天体(包括人造天体)间存在万有引力,并具有由相对位置决定的势能.如果两个天体的质量分别为m1m2,当它们相距无穷远时势能为零,则它们的距离为r时,引力势能Ep=-G.发射地球同步卫星时,一般是把它先送入较低的圆形轨道,如图所示,再经过两次点火,即先在图中a点处启动燃气发动机,向后喷出高压燃气,卫星得到加速,进入图中的椭圆轨道Ⅱ;在轨道Ⅱ的远地点b处第二次点火,卫星再次被加速,此后,卫星沿图中的圆形轨道Ⅲ(同步轨道)运动.设某同步卫星的质量为m,地球半径为R,轨道Ⅰ距地面非常近,轨道Ⅲ距地面的距离近似为6R,地面处的重力加速度为g,并且每次点火经历的时间都很短,点火过程中卫星减少的质量可以忽略.

(1)从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中,合力对卫星所做的总功是多大?

(2)若已知卫星在轨道Ⅱ上经过a点时的速率为,则在b处点火的过程中燃气对卫星所做的功是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l,支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动,如图所示。开始时OA边处于水平位置,由静止释放,则( )

A. A球的最大速度为2

B. A球的速度最大时,两小球的总重力势能最小

C. A球的速度最大时,两直角边与竖直方向的夹角为450

D. A、B两球的最大速度之比v1v2=1∶1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】(多选题)如图甲所示,一质量为m的物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示。t0时刻物块到达最高点,3t0时刻物块又返回底端。下列说法正确的是(  )

A. 物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cosθ

B. 物块从t=0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为-mv0

C. 斜面倾角θ的正弦值为

D. 不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】下列说法中正确的是( )

A. 悬浮在液体中的固体颗粒越小,布朗运动就越明显

B. 用气筒给自行车打气,越打越费劲,说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力

C. 当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

D. 一定质量的理想气体,温度升高,体积减小,气体的压强一定增大

E. 内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的

查看答案和解析>>

同步练习册答案