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如图7-7-2所示,半径为R的内表面光滑的细圆管固定在竖直面上,管内最低点有一质量为m的小球以速度v0开始运动.求:

图7-7-2

(1)小球通过圆管最高点时的速度;

(2)小球通过圆管最高点时对管壁的压力(设v0足够大).

解析:(1)由于球在光滑细管中运动时,管对球的弹力总是和运动方向垂直,弹力对球不做功,所以,球在管内运动时,机械能守恒.由机械能守恒定律得mv02=mg·2R+mv2

    所以,球通过圆管的最高点时的速度为v=.

(2)设球在最高点时对管外壁向上的压力为F,则管对球的作用力大小为F,方向竖直向下,

由牛顿第二定律得

    F+mg=  F=-5mg

答案:(1)  (2)F=-5mg

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2007?肇庆二模)某研究性学习小组,为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究.如图为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝电阻较大;一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示).细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触.
(1)已知电源的电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U

(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下的实验:
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数.
表一  球半径r=0.50cm
风速(m/s) 10 15 20 30
电压表示数(V) 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一数据可知:在球半径一定的情况下,风力大小与风速的关系是
风力大小与风速成正比
风力大小与风速成正比

实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在球半径不同情况下电压表的示数.
表二  风速v=10m/s
球半径(cm) 0.25 0.50 0.75 1.00
电压表示数(V) 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二数据可知:在风速一定的情况下,风力大小与球半径的关系是
成正比
成正比
.(球体积公式V=
4
3
πr3

(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为
F=kvr,式中k为常数
F=kvr,式中k为常数

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图7-7-2所示,一个质量为m的物体自高h处自由下落,落在一个劲度系数为k的轻质弹簧上.求:当物体速度达到最大值v时,弹簧对物体做的功为多少?

7-7-2

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图7-7-2所示,让摆球从图中的A位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B位置时线被拉断.设摆线长l=1.6 m,悬点到地面的竖直高度为H=6.6 m,不计空气阻力,求:

图7-7-2

(1)摆球落地时的速度;

(2)落地点D到C点的距离(g取10 m/s2).

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图7-7-2所示,一个质量为m的物体自高h处自由下落,落在一个劲度系数为k的轻质弹簧上.求:当物体速度达到最大值v时,弹簧对物体做的功为多少?

图7-7-2

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