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风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力.在风洞中有一固定的支撑架ABC,该支撑架的上表面光滑,是一半径为R的1/4圆弧面,如图所示,圆弧面的圆心在O点,O离地面高为2R,地面上的D处有一竖直的小洞,离O点的水平距。现将质量分别为ml和m2的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上,球ml放在与圆心O在同一水平面上的A点,球m2竖直下垂.

(1)在无风情况下,若将两球由静止释放(不计一切摩擦),小球ml沿圆弧面向上滑行,恰好到最高点C与圆弧面脱离,则两球的质量比ml : m2是多少?

(2)让风洞实验室内产生的风迎面吹来,释放两小球使它们运动,当小球ml滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂,通过调节水平风力F的大小,使小球m1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,此时小球m1经过C点时的速度是多少?水平风力F的大小是多少(小球m1的质量已知)?

 

(1)对此过程应用机械能守恒

 

 当m1到C点时:               则:                                

(2)设小球m1的速度为,风力为F

从C运动到D的时间:        在水平方向:                     

 F=m1a      则:                    

解析:略

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

风洞实验室可产生水平方向大小可调节的风力.实验室中有两个质量不等的球A、B,用一轻质绳连接.把A球套在水平细杆上如图所示,对B球施加水平风力作用,使A球与B球一起向右匀加速运动.若把A、B两球位置互换,重复实验,让两球仍一起向右做匀加速运动,已知两次实验过程中球的加速度相同,A、B两球与细杆的动摩擦因数相同.则两次运动过程中,下列物理量一定不变的是
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科目:高中物理 来源: 题型:

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圆弧面,如图所示,圆弧面的圆心在O点,O离地面高为2R,地面上的D处有一竖直的小洞,离O点的水平距
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.现将质量分别为ml和m2的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上,球ml放在与圆心O在同一水平面上的A点,球m2竖直下垂.
(1)在无风情况下,若将两球由静止释放(不计一切摩擦),小球ml沿圆弧面向上滑行,恰好到最高点C与圆弧面脱离,则两球的质量比ml:m2是多少?
(2)让风洞实验室内产生的风迎面吹来,释放两小球使它们运动,当小球ml滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂,通过调节水平风力F的大小,使小球m1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,此时小球m1经过C点时的速度是多少?水平风力F的大小是多少(小球m1的质量已知)?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力.在风洞中有一个固定的支撑架ABC,该支撑架的外表面光滑,且有一半径为R的四分之一圆柱面,支撑架固定在离地面高为2R的平台上,平台竖直侧壁光滑,如图所示,地面上的D点处有一竖直的小洞,小洞离侧壁的水平距离为R,现将质量分别为m1和m2的两个小球用一根不可伸长的轻绳连接按图示的方式置于圆柱面上,球m1放在柱面底部的A点,球m2竖直下垂.
(1)在无风情况下,将两球由静止释放(不计一切摩擦),小球m1沿圆柱面向上滑行,到最高点C恰与圆柱面脱离,则两球的质量之比m1:m2是多少?(m1到最高点时m2尚未着地)
(2)改变两小球的质量比,并使它们由静止开始运动,同时开动风机,产生均匀、恒定、水平向左的风,当小球m1滑至圆柱面的最高点C时绳恰好断裂,通过调节风力F的大小,使小球m1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,求小球m1经过C点时的速度及水平风力F的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

风洞实验室可产生水平方向大小可调节的风力。实验室中有两个质量不等的球A、B,用一轻质绳连接。把A球套在水平细杆上如图所示,对B球施加水平风力作用,使A球与B球一起向右匀加速运动。若把A、B两球位置互换,重复实验,让两球仍一起向右做匀加速运动,已知两次实验过程中球的加速度相同,A、B两球与细杆的动摩擦因数相同。则两次运动过程中,下列物理量一定不变的是(     )

A.细绳与竖直方向的夹角          B.轻绳拉力的大小

C.细杆对球的支持力              D.风给小球的水平力

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