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如图A-5所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道.若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求CD段的长度.


设小球通过C点时的速度为vC,通过甲轨道最高点的速度为v1,根据小球对轨道压力为零有
mg=mV12/R
取水平轨道CD为参考平面,由机械能守恒定律有mvC2/2=mg?2R+mv12/2
联立解得 vC=
同理可得小球通过D点时的速度vD=,设CD段的长度为l,对小球通过CD段的过程,由动能定理有 -μmgl=mvD2/2-mvC2/2
解得 l=.
【试题分析】
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

在匀强磁场B1中一带电粒子做匀速圆周运动半周后又顺利进入另一磁感应强度是2B1的匀强磁场中,B2的方向如图2-5所示,则在B2中 …(  )?

A.粒子速率加倍,周期减半?

B.粒子的运动半径加倍,周期加倍?

C.粒子的运动半径减半,周期减半?

D.粒子在B2中仍沿逆时针方向运动?

图2-5

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图7-5所示,半径为R的半圆形光滑轨道固定在水平地面上,A、B两点在同一竖直线上,质量为m的小球以某一初速度从C运动自A点进入轨道,它经过最高点B处飞出又落回到C点,AC=2R,求小球自A点进入轨道时的速度大小.

图7-5

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图11-5所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,轨道是光滑的,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道的最低点,下列判断错误的是(   )

图11-5

 

A. 两小球到达轨道最低点的速度vMvN

B. 两小球经过轨道最低点时对轨道的压力FMFN

C. 小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间

D. 在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处,在电场中小球不能到达轨道另一端最高处

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图8-5所示,一段导线abcd弯成半径为R、圆心角为90°的部分扇形形状,置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段abcd的长度均为.流经导线的电流为I,方向如图8-5中箭头所示.则导线abcd所受到的安培力为(  ).

图8-5

A.方向沿纸面向上,大小为

B.方向沿纸面向上,大小为

C.方向沿纸面向下,大小为

D.方向沿纸面向下,大小为

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