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质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上,一水平恒力F作用在其上促使质量为m的小球相对静止在圆槽上,如图所示,则(  )
分析:以圆槽与小球组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律可以求出系统的加速度,以小球为研究对象,应用牛顿第二定律与力的合成知识可以求出小球受到的支持力,然后由牛顿第三定律可以求小球对圆槽的压力.
解答:解:A、以圆槽与小球组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律可得:F=(M+m)a,
解得系统的加速度为a=
F
M+m
,以小球为研究对象,由牛顿第二定律得:Fx=ma=
mF
M+m

小球受到圆槽的支持力为FN=
F
2
x
+
F
2
y
=
(mg)2+
m2F2
(M+m)2
,由牛顿第三定律可知,
小球对圆槽的压力FN′=
(mg)2+
m2F2
(M+m)2
,故AB错误;
C、水平恒力F变大后,如果小球仍静止在圆槽上,由
(mg)2+
m2F2
(M+m)2
可知,
小球对圆槽的压力增大,故C正确,D错误;
故选C.
点评:熟练应用整体法与隔离法是正确解题的关键,应用平行四边形定则、牛顿第二定律、牛顿第三定律即可正确解题.
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)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题.
①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是
 

②将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.
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元件代号 A B C D E
元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为
 
.(填写元件代号)
③已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图7甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为
 
mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为
 
m.
(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图3所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.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;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
①对于上述实验操作,下列说法正确的是
 

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有
 

A.A、B两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2    D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式
 
(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式
 
(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图4所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为
 
(用所测物理量的字母表示).

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科目:高中物理 来源:2009届高考第1轮复习-牛顿第三定律和连体问题练习题 题型:022

光滑水平地面上放一圆弧形槽,槽的质量为M,半径为R、质量为m的光滑球恰好置于其中,OA与水平方向成α角(如图所示).欲使球离开圆弧槽,至少要用F=________N的力拉圆弧槽.

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科目:高中物理 来源:2013届度重庆市名校联盟高三下学期第二次联考理综物理试卷(解析版) 题型:计算题

(18分)如图所示,质量为的滑块(可视为质点)自光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度的滑下。槽的底端与水平传送带相切于左传导轮顶端的B点,A、B的高度差为.传导轮半径很小,两个轮之间的距离为,滑块与传送带间的动摩擦因数.右端的轮子上沿距离地面的高度为.()

(1)若槽的底端没有放滑块,传送带静止不转,滑块滑过C点时的速度大小

(2)若下滑前将质量为的滑块(可视为质点)停放在槽的底端。下滑后与发生弹性碰撞,且碰撞后速度方向不变,则应该满足什么条件?

(3)若在(2)的前提条件下,若传送带顺时针运转,且速度为m/s。求滑块落地点间的最大距离

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图8所示,质量为的滑块(可视为质点)自光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度的滑下。槽的底端与水平传送带相切于左传导轮顶端的B点,A、B的高度差为.传导轮半径很小,两个轮之间的距离为,滑块与传送带间的动摩擦因数.右端的轮子上沿距离地面的高度为.()

(1)若槽的底端没有放滑块,传送带静止不转,滑块滑过C点时的速度大小

(2)若下滑前将质量为的滑块(可视为质点)停放在槽的底端。下滑后与发生弹性碰撞,且碰撞后速度方向不变,则应该满足什么条件?

(3)若在(2)的前提条件下,若传送带顺时针运转,且速度为m/s。求滑块落地点间的最大距离

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科目:高中物理 来源:2011年北京市海淀区高考物理二模试卷(解析版) 题型:填空题

(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题.
①图1甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是   
②将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.

元件代号ABCDE
元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片
将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为    .(填写元件代号)
③已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图7甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为    mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为    m.
(2)用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图3所示,斜槽与水平槽圆滑连接.安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O.接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.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;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度.
①对于上述实验操作,下列说法正确的是   
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有   
A.A、B两点间的高度差h1          B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2    D.小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式    (用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式    (用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失.
④完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图4所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为    (用所测物理量的字母表示).

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