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如图9所示,是设计的过山车轨道路线的平面图,B点转弯处的半径为R=20 m,离地的高度为h=5.0 m.设想过山车每次从A点由静止开始运动,在理想的情况下可以认为运动过程中不受摩擦力及空气阻力.要使过山车在轨道上安全行驶(过山车对轨道一直有压力),试通过计算说明A点的高度H不能超过多少?

图9

解析:由A至B据机械能守恒得 mg(H-h)=mv2  ①

在B点由圆运动规律得mg-N=

由安全条件得N>0  ③ 

由①②③式代值解得H<15 m  ④

答案:15 m

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

某学校的物理实验兴趣小组利用单摆和一个深度未知的小筒设计了如下实验来测量当地的重力加速度及小筒深度.将组装好的单摆竖直悬挂于开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外),如图甲所示,用毫米刻度尺测出筒外悬线的长度l,然后将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,单摆振动过程中悬线不能碰到筒壁,并通过改变l而测出对应的摆动周期T,再以T2为纵轴.l为横轴作出函数关系图象,那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g.
(1)在这个实验中,应该选用下列哪些材料组成单摆
AG
AG

A.长约1米的细线; B.长约1米的细铁丝;  C.长约1米的橡皮条
D.长约0.2米的细丝线    E.直径约为5厘米的钢球   F.直径约为5厘米的泡沫塑料球  G.直径约为1厘米的钢球  H.直径约为1厘米的塑料球
(2)如果实验中所得到的T2-l关系图象如图乙所示,那么真正的图象应该是a、b、c中的
a
a

(3)由图象可知,小筒的深度h=
0.3
0.3
m;当地g=
9.62
9.62
m/s2.(g值保留3位有效数字)
(4)请你帮助该实验小组分析一下,g值偏小的主要原因是
l的测量应该是筒外悬线到小球中心的距离
l的测量应该是筒外悬线到小球中心的距离

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

随着全世界开始倡导低碳经济的发展,电动自行车产品已越来越受到大家的青睐,某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻,设计了如图甲所示电路,提供的实验器材有:
A.电动车电池一组,电动势约为12V,内阻未知
B.直流电流表量程300mA,内阻很小
C.电阻箱R,阻值范围为0~999.9Ω
D.定值电阻R0,标称阻值10Ω
E.导线和开关
(1)当他闭合开关时发现,无论怎样调节变阻器,电流表都没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件损坏,因此他拿来多用电表检查故障,他的操作如下:
①断开电源开关S,②将多用表选择开关置于×1Ω档,调零后,红黑表笔分别接R0两端,读数为10Ω,③将多用表选择开关置于×10Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图乙所示,则所测阻值为
70
70
Ω,然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测,发现电源和开关均完好.
方案编号 电阻箱的阻值R/Ω
1 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0
2 100.0 85.0 70.0 55.0 40.0
3 40.0 30.0 25.0 20.0 15.0
由以上操作可知,发生故障的元件是
电流表
电流表


(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路.
(3)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值为R0=10Ω的定值电阻的电流I,下列三组关于R的取值方案中,比较合理的方案是
2
2
(选填方案编号1、2或3).
(4)根据实验数据描点,绘出的
1
I
-R图象是一条直线.若直线的斜率为k,在
I
I
坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=
1
k
1
k
,内阻r=
b
k
-R0
b
k
-R0
(用k、b和R0表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)某同学用单摆测重力加速度,他将单摆挂起后,进行了如下实验步骤:
①测摆长l:用米尺量出摆线的长度;
②测周期T:将摆球拉起,摆角小于5°时自由释放摆球,在摆球某次通过最低点时按下秒表开始计时,将此作为第一次,接着一直数到摆球第60次通过最低点时,按下秒表停止计时,读出这段时间t,算出单摆的周期T=
t60

③将所测量的 l和T值代入单摆周期公式,算出重力加速度g,将它作为实验的最后结果写进实验报告中去.
请在下面的空白处,分别指出各步骤中遗漏或错误的地方.
 

 

 

(2)某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(标称阻值为180Ω)的电流随其两端电压变化的特点.
实验器材:多用电表,电流表A(0-50mA,内阻约15Ω),电压表V(5V,内阻约20kΩ),电源E(6V直流电源,内阻可忽略不计),滑动变阻器R(最大阻值为20Ω),定值电阻R0(100Ω),电阻箱(99.9Ω)、开关K和导线若干.
①该小组用多用表的“×1”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值,发现表头指针偏转的角度很小;为了准确地进行测量,应换到
 
倍率的挡位;如果换档后就用表笔连接热敏电阻进行读数,那么欠缺的实验步骤是:
 
,补上该步骤后,表盘的示数如图1所示,则它的电阻是
 
Ω.
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②该小组按照自己设计的电路进行实验.实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从0开始逐渐增大到5V,作出热敏电阻的I-U图线,如图2所示.请在所提供的器材中选择必需的器材,在方框内画出该小组设计的电路图.
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③分析该小组所画出的I-U图线,说明在电流比较大的情况下热敏电阻的阻值随电流的增大而
 
;分析其变化的原因可能是
 

④提出一个简单的实验方法,说明你对变化原因的判断是正确的.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图9所示,是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置。该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺,带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在转动轴上,小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动。当转盘不转动时,指针指在O处,当转盘转动的角速度为ω1时,指针指在A处,当转盘转动的角速度为ω2时,指针指在B处,设弹簧均没有超过弹性限度。则ω1ω2的比值为(  )

A.                           B.

C.                           D.

图9

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