题目列表(包括答案和解析)
如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:
1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小
2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。
如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:
1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小
2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。
如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:
1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小
2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。
如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:
1.某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小
2.小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。
14.D 15.BC 16.acd 17。AC 18。AD 19.ACD 20.ABD 21。BD
22. I.. 4.945 650
II. (每空2分,图2分,共12分)
(a)滑片P位置不变(或保持R不变);调节电阻箱R1;
(b)r;
(c)5810;
(d)如图;3.4(或3.45或3.448).
23.解:
⑴小球在竖直方向做自由落体运动, (2分)
水平方向做匀速直线运动 (2分)
得: (1分)
⑵设轨道半径为r,A到D过程机械能守恒:
(3分)
在A点: (2分)
在D点: (2分)
由以上三式得:
(2分)
由图象纵截距得:6mg=12 得m=
由L=
代入得:
r=
24.(18分)
(1)小球A受到向上的电场力Eq=0.05N (1分)
受到向上的洛仑兹力qvB=0.05N (1分)
受到向下的重力mg=0.1N (1分)
由于qE+qvB=mg (2分)
所以小球A和水平面之间的挤压力为零,因此小球A不受摩擦力作用,小球A向右做匀速直线运动. (2分)
小球A与小球B碰撞动量守恒定律mv0=-mv1+Mv2 (2分)
v2=
设小球B运动到圆轨道最高点的速度为v3,则根据机械能守恒定律得
Mv22/2=2mgR+Mv32/2 (2分)
小球B做平抛运动,则x=v3t (2分)
2R=gt2/2 (2分)
由以上各式联立解得:16R2-1.6R+x2=0 (2分)
R=
25.(1)线框在区域I中,P距O点x时,PQ切割磁感线产生的感应电动势为 (1分)
MN切割磁感线产生的感应电动势为 (1分)
线框中的感应电动势为==V (2分)
类似的,PQ在区域II中距中间边界时,而MN在区域I中时,线框中的感应电动势为
=V (2分)
线框全部在区域II中,PQ距中间边界时线框中的感应电动势为
=V(2分)
由于线框匀速运动,故水平拉力做的功等于线框中产生的焦耳热,则
=0.223J (2分)
(2)线圈运动时产生的平均感应电动势,,电量,
联立化简得 (1分)
设初速度为,右边框到达中间界线时速度为,左边框到达中间界线时速度为,则据动量定理有:
(1分)
(1分)
(1分)
其中, (2分)
则, (1分)
故线框全部在在区域I运动时产生的热量为 (1分)
线框全部在在区域II运动时产生的热量为 (1分)
则(1分)
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