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(12分)如图所示,光滑曲面AB与水平地面BC相切于B,竖直光滑半圆轨道CD与水平地面BC切于C,已知圆轨道半径为R,BC长为4R,且表面粗糙,一滑块从AB轨道上距地面4R高度处由静止释放,之后能够通过圆轨道的最高点D,且对D处的压力为0,求:

(1)若从曲面上距地2R高度处无初速释放滑块,滑块将停在何处;
(2)若使滑块通过D处后水平抛出,刚好击中地面上的B点,应从AB轨道上离地面多高处由静止释放滑块.
(1)   (2)

试题分析:(1)从高4R处释放恰能过最高点D,设动摩擦因数为,由动能定理知:  ① 在D点,有 ②
从2R处释放后滑块将运动到圆周上h高处,则有 ③
解得: ④
滑块将沿水平轨道向左滑动距离x减速至零,有 ⑤
解得: ⑥
(2)要使滑块击中B点,则从D点平抛的速度为v1,满足 ⑦  且 ⑧
由释放到运动到D点过程中,有 ⑨
解得:  ⑩
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(13分)如图所示为宇宙中一恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星O的运行轨道近似为圆.已知引力常量为G,天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为R0,周期为T0.A行星的半径为r0,其表面的重力加速度为g,不考虑行星的自转.

⑴中央恒星O的质量是多大?
⑵若A行星有一颗距离其表面为h做圆周运动的卫星,求该卫星的线速度大小。(忽略恒星对卫星的影响)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,质量为=0.8的小球A放在光滑的倾角=30°绝缘斜面上,小球带正电,电荷量为,在斜面上的B点固定一个电荷量为的正点电荷,将小球A由距B点0.3处无初速度释放,求:(重力加速度,静电力常量

(1)A球刚释放时的加速度的大小
(2)当A球的动能最大时,A球与B点的距离。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如右图所示,两个半径不同内壁光滑的半圆轨道,固定于地面,一小球先后从与球心在同一高度上的A、B两点由静止自由滑下,通过最低点时,下列说法正确的是(   )

A.小球对轨道底端的压力是相同的
B.小球对轨道底端的压力是不同的,半径小的压力大
C.通过最低点的速度不同,半径大的速度大
D.通过最低点时向心加速度是相同的

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)一端弯曲的光滑绝缘杆ABD固定在竖直平面上,如图所示,AB段水平,BD段是半径为R的半圆弧,有一电荷量为Q的正点电荷固定在圆心O点。一质量为m、电荷量为q的带正电小环套在光滑绝缘杆上,在大小为F的水平恒力作用下从C点由静止开始运动,到B点时撤去恒力,小环继续运动到达D点,已知CB间距为4R/3。(提示:根据电磁学有关知识,在某一空间放一电荷量为Q的正点电荷,则距离点电荷为r的某点的电势为,其中k为静电力常量,设无穷远处电势为零)。

(1)定性说明从C运动到D过程小环的电势能如何变化
(2)小环在C点时加速度为多大
(3)求水平恒力F的最小值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD,竖直放置,其内径略大于小球的直径,水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好。置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连,B处为弹簧的自然状态。将一个质量为m=0.8kg的小球放在弹簧的右侧后,用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处,然后将小球由静止释放,小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58N。水平轨道以B处为界,左侧AB段长为x=0.3m,与小球的动摩擦因数为,右侧BC段光滑。g=10m/s2,求:

(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能。
(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,质量为的滑块,在水平力作用下静止在倾角为的光滑斜面上,斜面的末端B与水平传送带相接(物块经过此位置滑上皮带时无能量损失),传送带的运行速度为,长为。今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为()。求:

(1)水平力撤去后,滑块(在斜面上)的加速度大小;
(2)滑块下滑的高度;
(3)若滑块进入传送带时速度大于,则滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量为多少.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图所示,一束电子从x轴上的A点以平行于y轴的方向射入第一象限区域,射入的速度为v0,电子质量为m,电荷量为e.为了使电子束通过y轴上的B点,可在第一象限的某区域加一个沿x轴正方向的匀强电场,此电场的电场强度为E,电场区域沿x轴方向为无限长,沿y轴方向的宽度为s,且已知OA=L,OB=2s,求该电场的下边界与B点的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,轻杆长为3L,在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,已知球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力.

求:(1)球B在最高点时,杆对水平轴的作用力大小.
(2)球B转到最低点时,球B的速度是多大?

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