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如图(a)所示,半径为r,质量不计的圆盘盘面与地面相垂直,圆心处有一个垂直于盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最边缘固定一个质量为m的小球A,在O点正下方离O点处固定一个质量也为m的小球B.放开盘让其自由转动,问:

(1)当A球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少?

(2)A球转到最低点时的速度是多少?

(3)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?

答案:略
解析:

(1)(2)(3)

(1)以通过O点的水平面为参考平面,A球转到最低点时两球重力势能之和减少

(2)由于圆盘转动过程中,只有两球重力做功,机械能守恒,设A球转到最低点时,AB两球的速度分别为,则:

AB两球固定在同一个圆盘上,转动过程中的角速度相同得

代入上式,得

解得:∴

(3)设半径OA向左偏离竖直线的最大角度为((b)),由机械能守恒定律,即

两边平方得

(负根舍去)


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)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图A所示的读数是
13.55
13.55
mm.如图B,用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图所示的读数是
0.680
0.680
mm.
(2)碰撞的恢复系数的定义为c=
|v2-v1|
v20-v10
,其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后两物体的速度.弹性碰撞的恢复系数c=1.非弹性碰撞的c<1,某同学借用验证动量守恒定律的实验装置(如图c所示)验证物体弹性碰撞的恢复系数是否为1,实验中使用半径相等的钢质小球1和2,(他们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞),且小球1的质量大于小球2的质量.

实验步骤如下
第一步,安装实验装置,做好测量前的准备,并记下重垂线所指的位置O.让小球1从A点由静止滚下,重复多次,用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落 点 的平均位置.
第二步,把小球2放在斜槽前端边缘处的C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置.
第三步,用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
在上述实验中,
①P点是
实验的第一步中小球1落点
实验的第一步中小球1落点
的平均位置.M点是
小球1与小球2碰后小球1落点
小球1与小球2碰后小球1落点
的平均位置.N点是
小球2碰后落点
小球2碰后落点
的平均位置.
②请写出本实验可用线段OP、OM、ON替代两个小球碰撞前后速度的理由
小球做平抛运动的时间相等,水平位移与时间成正比.
小球做平抛运动的时间相等,水平位移与时间成正比.

写出用测量量表示的恢复系数的表达式
ON-0M
OP
ON-0M
OP

③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关?
OP与小球的质量无关,OM和ON也与小球的质量有关
OP与小球的质量无关,OM和ON也与小球的质量有关

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图1所示,半径为R的均匀带电圆形平板,单位面积带电量为σ,其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出:E=2πkσ[1-
x
(R2+x2)1/2
],方向沿x轴.现考虑单位面积带电量为σ0的无限大均匀带电平板,从其中间挖去一半径为r的圆版,如图2所示.则圆孔轴线上任意一点Q(坐标为x)的电场强度为(  )
A、2πkσ0
x
(r2+x2)
1
2
B、2πkσ0
r
(r2+x2)1/2
C、2πkσ0
x
r
D、2πkσ0
r
x

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科目:高中物理 来源: 题型:038

如图(a)所示,半径为r的绝缘光滑圆环,固定在竖直平面内,环上套一个质量为m、带正电的珠子.圆环所在空间存在水平向右的匀强电场,珠子所受静电力是其所受重力的.将珠子从环上的最低位置A点,由静止释放,问珠子所能获得的最大动能是多少?

 

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科目:高中物理 来源:同步题 题型:计算题

如图(a)所示,半径为r,质量不计的圆盘盘面与地面相垂直,圆心处有一个垂直于盘面的光滑水平固定轴 O,在盘的最边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点处固定一个质量也为m的小球B,放开盘让其自由转动(转动过程中OA与OB总保持垂直),问:
(1)当A球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少?
(2)A球转到最低点时的线速度是多少?
(3)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?

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