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3.如图所示,小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动,下列说法正确的是(  ) 
A.小球通过最高点时速度越大,轨道弹力可能越小
B.小球通过最高点时的最小速度为零
C.小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力
D.小球在水平线ab以下的管道中运动时内侧管壁对小球一定有作用力

分析 小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动,在最高点,由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用,从而可以确定在最高点的最小速度.小球做圆周运动是,沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力.

解答 解:A、在最高点,管壁对小球的作用力可以向上,可以向下;当管壁对小球的作用力可以向上时,随速度的增大,小球需要的向心力增大,则轨道的弹力减小,故A正确.
B、在最高点,管壁对小球的作用力可以向上,可知最小速度可以为零,故B正确;
C、小球在水平线ab以上管道运动时,由于径向的合力提供向心力,当速度比较小时,内侧管壁对小球有作用力,外侧管壁对小球不一定有作用力.故C错误;
D、小球在水平线ab以下管道运动时,由于径向的合力提供向心力,可知外侧管壁对小球一定有作用力,但内侧管壁对小球不一定有作用力.故D错误.
故选:AB

点评 解决本题的关键知道小球在竖直光滑圆形管道中运动,在最高点的最小速度为0,以及知道小球在竖直面内做圆周运动的向心力由沿半径方向上的合力提供.

练习册系列答案
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13.如图甲所示,将一质量分布均匀的长木板静止放在光滑的水平面上,一个小滑块(可视为质点)以水平初速度v0=6m/s,由木板左端向右滑动,到达右端时恰能与木板保持相对静止.已知长木板的质量是小滑块质量的2倍,小滑块和长木板之间的动摩擦因素μ=0.3,g取10m/s2.求:
(1)小滑块到达长木板右端时的速度大小v;
(2)长木板的长度L;
(3)若将长木板分成等长的两段A、B,并紧挨着放在原水平面上,如图乙所示.让小滑块仍以初速度v0=6m/s由A的左端开始向右滑动,求小滑块最终离B的右端的距离△L.

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14.如图,在倾角θ=37°的粗糙斜面上距离斜面底端s=1m处,有一质量m=1kg的物块,在竖直向下的恒力F作用下,由静止开始沿斜面下滑.到达斜面底端时立即撤去F,物块又在水平面上滑动一段距离后停止.不计物块撞击水平面时的能量损失,物块与各接触面之间的动摩擦因数相同,g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.当F=30N时,物块运动过程中的最大速度为4m/s,求:
(1)物块与接触面之间的动摩擦因数;
(2)当F=0时,物块运动的总时间;
(3)改变F的大小,物块沿斜面运动的加速度a随之改变.当a为何值时,物块运动的总时间最小,并求出此最小值.

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11.如图所示,一与水平面夹角为θ=37°的倾斜平行金属导轨,两导轨足够长且相距L=0.2m,另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=0.01kg,可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和PQ杆的电阻均为R=0.2Ω (倾斜金属导轨电阻不计),MN杆被两个垂直于导轨的绝缘立柱挡住,整个装置处于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T.PQ杆在恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动,拉力F垂直PQ杆沿导轨平面向上,当运动位移x=0.1m时PQ杆达到最大速度,此时MN杆对绝缘立柱的压力恰好为零(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:
(1)PQ杆的最大速度vm
(2)当PQ杆加速度a=2m/s2时,MN杆对立柱的压力;
(3)PQ杆由静止到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q.

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18.严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点.如图,已知某一燃油公交车车重10t,额定功率为150kW,初速度为零,以加速度a=1.5m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.05倍,g取10m/s2,求:
(1)该车车速的最大值;
(2)车做匀加速直线运动能维持多长时间;
(3)已知燃油公交车每做1J功排放气态污染物3×10-6g,求匀速运行阶段每秒钟该公交车排放气态污染物的质量.

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8.质量为m的汽车,在半径为20m的圆形水平路面上行驶,车轮与地面间的最大静摩擦力为车重的0.5倍,g取10m/s2,为了不使轮胎在公路上打滑,汽车速度不应超过(  )
A.4m/sB.8 m/sC.10m/sD.20m/s

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15.某学校实验研究小组准备利用下列器材测量铅蓄电池的电动势和内电阻.
A.待测电池
B.直流电压表V1、V2
C.定值电阻R0
D.滑动变阻器R,最大阻值为Rm
E.导线和开关

(1)实验小组设计的原理图如甲图所示,根据甲图连接的实物连线图如乙所示,经检查发现其中有连线错误,错误的是③④(填连线标号).
(2)实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U2-U1图象如图丙所示,在纵轴和横轴上的截距分别为a、b,则电池的电动势E=a,内阻r=$\frac{a}{b}{R}_{0}$(用a、b、R0表示).
(3)本实验中测量结果产生误差的原因是电压表V1、V2的分流作用或读数错误(写出一条即可).

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12.如图所示,存测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜,在棱镜的左侧插入P1、P2二枚大头针,在棱镜的右侧竖直插上两枚大头针,结果P1、P2的像被P3挡住,Pl、P2、P3的像被P4挡住,请作出光路图,并用所测量的物理量(须在图中标明)表示三棱镜的折射率n.

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6.如图所示,ab、cd为间距l=1m的倾斜金属导轨,导轨平面与水平面的夹角θ=37°,导轨电阻不计,ac间接有R=2.4Ω的电阻.空间存在磁感应强度B0=2T的匀强磁场,方向垂直于导轨平面向上.导轨的上端有长为x1=0.5m的绝缘涂层,绝缘涂层与金属棒的动摩擦因数μ=0.25,导轨的其余部分光滑,将一质量m=0.5kg,电阻r=1.6Ω的金属棒从顶端ac处由静止释放,金属棒从绝缘层上滑出后,又滑行了x2=1m,之后开始做匀速运动.已知:重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)金属棒刚从绝缘涂层上滑出时的加速度的大小.
(2)从释放金属棒到匀速运动,金属棒上产生的焦耳热.
(3)从金属棒刚滑出绝缘涂层开始计时,为使金属棒中不产生感应电流,可让磁感应强度从B0开始按一定规律逐渐变化,试写出磁感应强度B随时间t变化的表达式.

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