分析 (1)小球运动到C点时,由轨道的作用力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求得轨道的作用力,再得到小球对轨道的压力大小.
(2)小球从释放到运动到C点的过程,根据弹簧和小球组成的系统机械能守恒,求解解除锁定前弹簧的弹性势能Epo.
(3)对整个过程,运用能量守恒定律列式,即可求解.
解答 解:(1)设小球在C点时轨道对小球的作用力为FN,方向竖直向下.根据牛顿第二定律得:
mg+FN=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{r}$
代入数据解得:FN=10N
由牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为:
FN′=FN=10N
(2)根据机械能守恒定律,有
Epo=mgr+$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
解得 Epo=4J
(3)对整个过程,由能量守恒定律得:
Ep=mgr+μmg(nL+$\frac{L}{2}$),n=0,1,2,3…
得:Ep=2n+3(J)
因为弹性势能最大值为Epm=8J,所以n取0,1,2时,Ep=3J,5J,7J.
答:(1)小球运动到C点时对轨道的压力的大小是10N;
(2)解除锁定前弹簧的弹性势能Epo是4J;
(3)锁定时弹簧弹性势能Ep的可能值是3J,5J,7J.
点评 解决本题的关键是明确能量是如何转化的,要知道摩擦产生的内能与路程有关.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的强度太小 | |
B. | β射线的本质是电子流,所有β衰变是核外的一个电子脱离原子而形成的 | |
C. | 由玻尔理论可知一群处于n=3能级的氢原子向较低能级跃迁时可以辐射3种频率的光 | |
D. | 两个轻核结合成质量较大的核,该原子核的比结合能减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | Q2=Q1,q2=q1 | B. | Q2=2Q1,q2=2q1 | C. | Q1=2Q1,q2=q1 | D. | Q2=4Q1,q2=2q1 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 线框转动的角速度ω | B. | 电动势的有效值E | ||
C. | 匀强磁场的磁感应强度B | D. | 穿过线框磁通量的最大值Φm |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 只有质量很小物体才能看作质点 | |
B. | 体积较大的物体不能看作质点 | |
C. | 速度较大的物体不能看作质点 | |
D. | 研究地球绕太阳公转时,可以把地球看作质点 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 桌布对花瓶摩擦力的方向向左 | |
B. | 花瓶在桌布上的滑动时间和在桌面上滑动的时间的相等 | |
C. | 桌布对花瓶摩擦力的冲量与桌面对花瓶摩擦力的冲量相同 | |
D. | 若增大水平拉力,更快地将桌布拉出,则花瓶可能滑出桌面 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 重力对小朋友一直做正功 | |
B. | 蹦床对小朋友的弹力先做负功后做正功 | |
C. | 小朋友的机械能不变 | |
D. | 小朋友的动能先增大后减小 |
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