【题目】如图所示,位于竖直平面内有1/4圆弧的光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A点距地面高度为H.当把质量为m的钢球从A点静止释放,最后落在了水平地面的C点处.若本地的重力加速度为g,且不计空气阻力.试求:
(1)钢球运动到B点的瞬间受到的支持力
(2)钢球落地点C距B点的水平距离x
(3)比值R/H为多少时,小球落地点C距B点的水平距离x有最大值,并求这个最大值
【答案】(1) 3mg,方向竖直向下(2)(3);H
【解析】
(1)小球由A点运动到B点,由牛顿第二定律得:
FNB-mg=m①
由机械能守恒有
mgR=mvB2②
由以上两式得FNB=3mg ③
根据牛顿第三定律可知,
小球通过B点时对轨道的压力大小为3mg,方向竖直向下。 ④
(2)小球离开B点后做平抛运动,抛出点高为(H-R)
H-R=gt2⑤
s=vBt ⑥
其中,vB=⑦
s=⑧
(3)因为s=
当R=
即时,s有最大值 ⑨
即smax=H ⑩
答案: (1)3mg (2)(3);H
评分标准:本题12分. (1)问5分,①式2分,②、③、④式各1分;(2)问4分,⑤、⑥、⑦、⑧式各1分;(3)问3分,⑨式1分,⑩式2分
本题考查机械能守恒、圆周运动和动能定理,根据B点合力提供向心力,由牛顿第二定律列式求解,平抛运动的水平方向和竖直方向分运动列式求解,借助数学公式求解第三问
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【题目】如图所示,斜面放置于粗糙水平地面上,物块A通过跨过光滑定滑轮的轻质细绳与物块B连接,系统处于静止状态,现对B施加一水平力F使B缓慢地运动,使绳子偏离竖直方向一个角度与斜面均保持静止,在此过程中
A. 斜面对物块A的摩擦力一直增大
B. 绳上的拉力大小不变
C. 地面对斜面的支持力一直增大
D. 地面对斜面的摩擦力一直增大
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【题目】有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒,此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符。不必考虑墨汁的重力,为了使打在纸上的字迹缩小,下列措施可行的是( )
A.减小墨汁微粒的质量 B.减小墨汁微粒所带的电荷量
C.增大偏转电场的电压 D.增大墨汁微粒的喷出速度
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【题目】一质点在xOy平面内的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 若x方向始终匀速,则y方向先加速后减速
B. 若x方向始终匀速,则y方向先减速后加速
C. 若y方向始终匀速,则x方向先减速后加速
D. 若y方向始终匀速,则x方向先加速后减速
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【题目】质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点.如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向.当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时木架停止转动,则( )
A. 绳a对小球拉力不变
B. 绳a对小球拉力增大
C. 小球可能前后摆动
D. 小球不可能在竖直平面内做圆周运动
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【题目】一个带正电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,AB与电场线夹角θ.已知带电微粒的质量m,电量q,A、B相距L.不计阻力,则以下说法正确的是( )
A. 微粒在电场中可能做匀速运动
B. 电场强度的大小为mg/q tanθ,方向水平向右
C. 微粒在电场中一定做匀减速运动,且加速度的大小为g/sinθ
D. 要使微粒从A点运动到B点,微粒进入电场时的最小动能是mgL/tanθ
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【题目】一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)若桥面为凹形,轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?
(3)桥车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?
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【题目】如图所示,两个物块A、B用轻质弹簧相连接,放置在倾角为300的光滑斜面上,它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一垂直斜面的固定挡板,系统处于静止状态。现用力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,当物块B刚离开C时,撤去拉力F,重力加速度为g。则此过程中()。
A. 物块A沿斜面运动的移动大小为
B. 物块A的机械能先增大后减小
C. 物块A,B及弹簧所组成的系统机械能一直增大
D. 刚撤去拉力瞬间,物块A的加速度大小为g
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【题目】将一横截面为扇形的物体B放在水平面上,一小滑块A放在物体B上,如图所示,除了物体B与水平面间的摩擦力之外,其余接触面的摩擦均可忽略不计,已知物体B的质量为M、滑块A的质量为m,重力加速度为g,当整个装置静止时,A、B接触面的切线与竖直的挡板之间的夹角为θ.则下列选项正确的是
A. 物体B对水平面的压力大小为(M+m)g
B. 物体B受到水平面的摩擦力大小为
C. 滑块A与竖直挡板之间的弹力大小为mgtanθ
D. 滑块A对物体B的压力大小为
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