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如图4-12所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R,顶部有入口A,在A的正下方h处有出口B,一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆筒,要使球从B处飞出,小球进入入口A处的速度v0应满足什么条件?在运动过程中,球对筒的压力是多大?

图4-12

思路分析:该题是圆周运动与自由落体运动相结合的题目,小球在竖直方向上只受重力,做自由落体运动,小球在水平方向筒壁的弹力提供小球做圆周运动的向心力.

解析:设小球下落时间为t,则h=,t=,要保证小球从B点射出,该段时间内小球转n圈,则t=,故v0=(n=1,2,3,…),小球做圆周运动需要的向心力F=,(n=1,2,3,…),由牛顿第三定律可知球对筒壁的压力为F′=(n=1,2,3,…),可化简得F′=2π2nRmg(n=1,2,3,…)

答案:v0=(n=1,2,3,…)

2nRmg(n=1,2,3,…)

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)2008年5月12日14时28分,四川省汶川县发生7.8级地震,它是由该地区两块断层受到挤压,造成剧烈上升及平行移动而形成的,属浅源地震.已知地震波分三种:纵波(P波),速度vp=9.9km/s;横波(S波),速度vs=4.5km/s;面波(L波),速度vL<vs,是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波,波长大、振幅强,只能沿地表传播,是造成建筑物强烈破坏的主要因素.
①位于震源上方的地区某中学实验室内有水平摆A和竖直摆B(如图1甲),地震发生时最先剧烈振动的是
B
B
摆.
②某市地震观测台记录到的地震曲线假若如图1乙所示,则由图可知a、b、c三种波形各对应的地震波是a
P波
P波
;b
S波
S波
;c
L波
L波
.若在曲线图上测得P波与S波的时间差为5.4s,则地震观测台距震源的距离为
45km
45km
.(结果保留两位有效数字)
(2)实验室有如下器材:
电流表A1:满偏电流约500 μA,内阻约500Ω;
电流表A2:量程0~300 μA,内阻1000Ω;
电流表A3:量程0~1mA,内阻100Ω;
定值电阻R0:阻值1kΩ;
滑动变阻器R:0~5Ω,额定电流2A;
电池:电动势2V,内阻不计;电键,导线若干.
要较精确地测出A1表的内阻和满偏电流
①在图2方框内画出测量所使用的电路.
②应读取的物理量是:
A1表满偏时,A2表的读数I2、A3表的读数I3
A1表满偏时,A2表的读数I2、A3表的读数I3

③用这些量表示的A1表的满偏电流Ig=
I3-I2
I3-I2
,A1表的内阻rg=
I2RA2
I3-I2
I2RA2
I3-I2

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图4-12所示,质量为m的物体A放在升降机里的斜面上,斜面倾斜角为θ,当升降机以加速度a匀加速下落时(a<g=,A相对斜面静止.则物体A对斜面的作用力为(    )

图4-12

A.大小是m(g-a),方向竖直向下

B.大小是m(g-a)cosθ,方向竖直向下

C.大小是mgcosθ,方向垂直斜面向下

D.大小是m(g-a),方向垂直斜面向下

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科目:高中物理 来源: 题型:

在足够长的直绝缘真空管内,有一直径比管内径略小的带正电q=4×10-4C,质量m=1.0×10-4kg的小球,可在管内滑动,它与管壁的动摩擦因数μ=0.50,现将管竖直放置在水平向里的匀强磁场和水平向左的匀强电场里,如图2-12所示,磁场的磁感应强度B=2.0 T,电场强度E=5N/C,那么小球下落的最大速度是多少?

图2-12

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图4-12所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求:

图4-12

(1)线框在下落阶段匀速进入磁场的速度v2;?

(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1;?

(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q。

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