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7.如图所示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=0.4m,最低点处有一小球(半径比r小很多),现给小球一水平向右的初速度v0,要使小球不脱离圆轨道运动,v0的大小可能为(g=10m/s2)(  )
A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s

分析 要使小球不脱离轨道运动,1、越过最高点.2、不越过四分之一圆周.根据动能定理求出初速度v0的条件.

解答 解:1、最高点的临界情况:mg=$\frac{m{v}^{2}}{r}$,解得:v=$\sqrt{gr}$=2 m/s,
由机械能守恒定律,有:mg•2r+$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$,解得v0=2$\sqrt{5}$ m/s;
2、若不通过四分之一圆周,根据机械能守恒定律有:mgr=$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$,解得v0=2$\sqrt{2}$ m/s;
所以v0≥2$\sqrt{5}$ m/s或v0≤2$\sqrt{2}$m/s均符合要求,故A、C、D正确,B错误.
故选:ACD.

点评 解决本题的关键要分两种情况讨论,结合临界情况,根据机械能守恒定律和牛顿第二定律列式分析,不难.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.用如图甲所示实验装置验证机械能守恒定律.通过控制电磁铁使小铁球从A点自由下落,并调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束.若小铁球下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录下挡光时间t,测出AB之间的距离h,已知当地重力加速度为g.

(1)为了验证机械能守恒定律,还至少需要测量下列哪些物理量D(填选项序号).
A.A点与地面间的距离H            B.小铁球的质量m
C.小铁球从A到B的下落时间tAB    D.小铁球的直径d
(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=$\frac{d}{t}$,若小铁球在下落过程中机械能守恒,则$\frac{1}{{t}^{2}}$与h的关系式为$\frac{1}{{t}^{2}}$=$\frac{2gh}{{d}^{2}}$.
(3)若某同学通过调节光电门B的高度多次实验,作出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图象如图乙所示,若小铁球机械能守恒,则当地的重力加速度g′=9.7m/s2
(4)若空气阻力不可忽略,某同学利用如图甲所示实验装置探究空气阻力做功的多少,实验操作与上面验证机械能守恒定律的完全相同,要得到空气阻力做功的多少,除了(1)问中需要测量的物理量,还需要测量的物理量是小铁球的质量m,则小铁球从A点到B点过程中克服空气阻力做功为mgh-$\frac{{md}^{2}}{{2t}^{2}}$(用题中规定的字母表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.如图所示,质量m=1kg的小球用细线拴住,线长l=0.5m,细线所受拉力达到F=18N时就会被拉断,当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断.重力加速度g=10m/s2.小球落地处到地面上P点的距离为2m,求细线刚好断开时小球距水平地面的高度h为多少(P点在悬点的正下方)

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.如图所示为一理想变压器,原线圈有一可滑动的触头P,副线圈接一理想电流表和一滑动变阻器,原线圈输入交变电压,下列叙述正确的是(  )
A.若输入电压增加则变压器的输出功率增大
B.若交变电压的周期增大则变压器的输出功率减小
C.若滑动变阻器的触头向下移动时电流表的示数减小
D.若原线圈的触头向上滑动时电流表的示数增大

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.在物理学发展过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的过程,在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,下列说法正确的是(  )
A.密立根第一次把丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为正电荷,把毛皮擦过的硬橡胶棒所带的电荷命名为负电荷,
B.法拉第最早测得元电荷e的数值
C.库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认真空中两个静止点电荷之间相互作用力的定量规律
D.安培第一次提出电场的观点,认为在电荷的周围存在着由它产生的电场,处在电场中的其它电荷受到的作用力就是这个电场给予的

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

12.一物体做直线运动的v-t图象如图所示,则(  )
A.物体在0~2s内做匀变速直线运动
B.第4s末物体回到出发点
C.第4s末物体的加速度改变方向
D.前3s内合外力做的功等于前5s内合外力做的功

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

19.某实验小组设计了如图甲所示实验装置,探究滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系.在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了多组实验,将位移传感器和力传感器得到的多组数据输入计算机进行处理,得到了两条a-F图线①、②,如图乙所示.

(1)实验时,一定要进行的操作是A.
A.改变托盘中砝码的个数
B.滑块在轨道水平和倾斜的两种情况下必须在同一位置由静止释放
C.用天平测出托盘的质量
D.为减小误差,实验中一定要保证托盘和砝码的质量远小于滑块的质量
(2)在轨道倾斜的情况下得到的a-F图线是①.(选填①或②)
(3)滑块和位移传感器发射部分的总质量m=0.5kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=0.2.(重力加速度g取10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

16.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图(a)所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径.图(b)表示地球围绕太阳做椭圆运动,在近日点地球和太阳的中心距离为ra,在远日点地球和太阳的中心距离为rb,则地球在近日点和远日点的速度大小的比值是(  )
A.$\frac{{r}_{a}}{{r}_{b}}$B.$\frac{{r}_{b}}{{r}_{a}}$C.$\sqrt{\frac{{r}_{a}}{{r}_{b}}}$D.$\frac{{{r}^{2}}_{b}}{{{r}^{2}}_{a}}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

17.工程规模仅次于长江三峡,位居全国第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水电站截流成功,标志着“西电东送”工程又迈出了坚实的一步.下列有关发电与送电的说法中正确的是(  )
A.水电站截流筑坝有利于储蓄水的内能,提高发电能力
B.减小输电线的截面积有利于降低输电时的损耗
C.提高输电电压有利于减小输电线中的电流
D.减小发电机内线圈转动的半径有利于提高发电机的输出电压

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