分析 根据牛顿第二定律和动能定理求解小球到达最低点的最小速度和最大速度;
若小球质量m≥4M,则小球将最终从小车右端滑离平板车,若小球质量m<4M,则小球将最终与小车达到共速,根据能量守恒求解.
解答 解:(1)要使小球刚好能通过圆弧最高点,则$mg=m\frac{v_A^2}{2R}$,得:${v_A}=\sqrt{12}$m/s
从A点到B过程中,有:$\frac{1}{2}mv_{B1}^2-\frac{1}{2}mv_A^2=mg•4R$,
代入数据得:${v_{B1}}=\sqrt{60}$m/s
当轨道最低点对小球支持力最大时,小球到达最低点速度最大,根据牛顿第二定律有:
$N-mg=m\frac{{v_{B2}^2}}{2R}$,
代入数据得:vB2=12m/s
故B处速度传感器显示数值范围为$\sqrt{60}$m/s≤vB≤12m/s
(2)假若小球刚好滑行到小车右端与小车相对静止,则有:m0vB=(m0+M)u
$\frac{1}{2}{m_0}v_B^2=\frac{1}{2}({m_0}+M){u^2}+μ{m_0}gL$,
代入数据得:m0=4M
①若小球质量m<4M,则小球将最终从小车右端滑离平板车.则有:Q=μmgL,
即:Q=10m
②若小球质量m≥4M,则小球将最终与小车达到共速.则根据动量守恒定律:mvB=(m+M)u,
得:$u=\frac{10m}{m+M}$
能量守恒:$\frac{1}{2}mv_B^2=\frac{1}{2}(m+M){u^2}+Q$,
得:$Q=\frac{100m}{m+2}$
答:(1)该轨道最低点B处速度传感器显示速度范围为$\sqrt{60}$m/s≤vB≤12m/s;
(2)系统因摩擦而相应产生的热量Q为 10m或$\frac{100m}{m+2}$.
点评 本题运用程序法进行分析.综合运用了动量守恒定律,牛顿第二定律、功能关系,综合性较大,难度较大.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 金属棒中有从A到C的感应电流 | B. | 外电阻R中的电流为I=$\frac{3Bω{L}^{2}}{2(R+r)}$ | ||
C. | 当r=R时外电阻消耗功率最小 | D. | 金属棒AC间电压为$\frac{3Bω{L}^{2}R}{2(R+r)}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 赫兹首先发现电流能够产生磁场,证实了电和磁存在着相互联系 | |
B. | 磁场中磁感线越密的地方磁通量越大 | |
C. | 通电导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 | |
D. | 通电导线在磁场中所受安培力为零,磁场的磁感应强度不一定为零 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电压表V2的示数为1.0V | B. | 电源的输出功率为3.0W | ||
C. | 电流表A2的示数为0.60A | D. | 电源的电动势可能为8V,内阻为5Ω |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 2s末离出发点最远 | B. | 6s末离出发点最远 | ||
C. | 前2s内的位移为2m | D. | 6s内的路程为12m |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 回旋加速器是利用磁场对运动电荷做功使带电粒子加速的 | |
B. | 带电粒子由回旋加速器的中心附近进入加速器 | |
C. | 回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的 | |
D. | 带电粒子在回旋加速器中不断被加速,故在磁场中做圆周运动一周所用时间越来越小 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | a粒子速率最小,在磁场中运动时间最长 | |
B. | c粒子速率最大,在磁场中运动时间最长 | |
C. | a粒子速度最小,在磁场中运动时间最短 | |
D. | c粒子速率最小,在磁场中运动时间最短 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 小球带负电 | |
B. | 小球运动的过程中,机械能守恒,且机械能为E=$\frac{1}{2}$mv2 | |
C. | 重力势能随时间的变化关系为Ep=mgRcos $\frac{v}{R}$t | |
D. | 电势能随时间的变化关系为Ep′=mgR(cos $\frac{v}{R}$t-1) |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com