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如图所示,半径为r的光滑圆环竖直放置固定,将一轻质弹簧的一端固定在竖直直径的上端,另一端固定一质量为m,中间有孔的小球,光滑圆环从孔中穿过.当小球静止时,弹簧与竖直直径的夹角为60.已知弹簧原长为
r
2
,且始终在弹性限度内,小球可视为质点.则(  )
分析:对小球进行受力分析,小球受重力、弹簧弹力、圆环的支持力,根据几何关系求得三个力之间的关系,以及弹簧的长度,根据胡克定律求解弹簧的劲度系数.
解答:解:A、对小球进行受力分析,小球受重力、弹簧弹力、圆环的支持力,三个力作用,故A正确;
B、圆环对小球弹力的方向从圆心指向小球位置沿背离半径方向,故B错误;
C、根据几何知识可知,△OAB是等边三角形,所以F=N=G,弹簧的长度为r,故C正确;
D、根据胡克定律得:
F=kx
所以k=
mg
r
2
=
2mg
r
,故D正确.
故选ACD
点评:本题主要考查了同学们受力分析的能力,要求同学们能正确对物体进行受力分析,根据力的合成与分解原则及几何关系求解,难度适中.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,半径为R的光滑半圆轨道竖直放置,两个质量均为m的小球A、B以不同的速率进入轨道,A通过最高点C时,对轨道的压力为3mg,B通过最高点C时,对轨道的压力恰好为零,求:
(1)A、B两球从C点飞出的速度分别为多少?
(2)A、B两球落地点间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,半径为R的vt-sB=l光滑圆弧轨道竖直放置,底端与光滑的水平轨道相接,质量为m的小球B静止光滑水平轨道上,其左侧连接了一轻质弹簧,质量为m的小球A自圆弧轨道的顶端由静止释放,重力加速度为g,小球可视为质点.
求:(1)小球A滑到圆弧面底端时的速度大小.
(2)小球A撞击轻质弹簧的过程中,弹簧的最大弹性势能为多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,半径为R的
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圆弧支架竖直放置,支架底ab离地的距离为4R,圆弧边缘C处有一小定滑轮,一轻绳两端分别系着质量分别为m1与m2的物体,挂在定滑轮两边,切m1>m2,开始时m1、m2均静止,切m1、m2视为质点(不计一切摩擦),求:
(1)m1经过圆弧最低点a时的速度;
(2)若m1到最低点时绳断开,m1与m2之间必须满足什么关系?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,半径为R的半圆轨道BC竖直放置.一个质量为m 的小球以某一初速度从A点出发,经AB段进入半圆轨道,在B点时对轨道的压力为7mg,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点.试求:
(1)小球上升过程中克服阻力做功;
(2)小球从C点飞出后,触地时重力的功率.

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精英家教网如图所示,半径为r的圆筒,绕竖直中心轴OO′旋转,小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ,现要使a不下落,则圆筒转动的角速度ω至少为(  )
A、
μgr
B、
μg
C、
g
r
D、
g
μr

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