分析 (1)由机械能守恒定律求出小球离开弹簧时的速度,然后应用动量定理求出冲量.
(2)小球做圆周运动,应用牛顿第二定律可以求出轨道对小球的作用力,然后应用牛顿第三定律可以求出小球对轨道的作用力.
(3)应用动能定理可以求出小球克服摩擦力做功.
解答 解:(1)设小球与弹簧分离时的速度为v,小球和弹簧构成系统在弹簧恢复原长过程中机械能守恒,
由机械能守恒定律得:EP=$\frac{1}{2}$mv2,代入数据解得:v=7m/s,
小球与弹簧分离前,由动量定理得:I=mv-0,代入数据解得:解得:I=14N•s;
(2)小球脱离弹簧后在水平面上做匀速运动,到达B点时速度:vB=v=7m/s,
在轨道最低点B处,对小球由牛顿第二定律得:${N_B}-mg=m\frac{v_B^2}{R}$,
代入数据解得:NB=265N,
由牛顿第三定律可知,小球对轨道压力大小为:265N,方向竖直向下;
(3)小球恰好到达C点,此时的速度为vC,
在C点由牛顿第二定律得:mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$,代入数据解得:vC=2m/s,
小球从B到C过程,由动能定理得:-mg•2R-Wf=$\frac{1}{2}$mvC2-$\frac{1}{2}$mvB2,
代入数据解得:Wf=29J;
答:(1)小球离开弹簧前弹簧的弹力对小球的冲量I的大小为14N•s;
(2)小球运动到轨道最低点时对轨道的压力NB为265N,方向竖直向下;
(3)小球在竖直轨道上运动过程中克服摩擦力做的功Wf为29J.
点评 本题考查了求冲量、作用力与克服摩擦力做功问题,分析清楚小球的运动过程,应用机械能守恒定律、动量定理、牛顿第二定律与动能定理即可正确解题.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 粒子在M点的速率最小 | B. | 粒子所受电场力与电场同向 | ||
C. | 粒子由M到N时加速度减小 | D. | 粒子由M到N时电势能减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | h2=h1 | B. | h2<h1 | C. | h3=h1 | D. | h4<h1 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 二极管的耐压值至少为40$\sqrt{2}$V | B. | 电阻R上消耗的热功率为80W | ||
C. | 电阻R上电压的有效值为20V | D. | 原线圈中的电流为$\frac{1}{22}$A |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 滑块的初速度大小为12m/s | B. | 滑块的加速度大小为5m/s2 | ||
C. | 第3s内的位移大小为1.5m | D. | 前3s内的路程为19.5m |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{5}{3}$kg | B. | $\frac{10}{9}$kg | C. | $\frac{3}{5}$kg | D. | $\frac{9}{10}$kg |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 副线圈两端电压变大 | B. | 灯泡L1变亮 | ||
C. | 电流表A1示数变大 | D. | 电阻R0中的电流变小 |
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