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如图所示,半径R=0.40 m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10 kg的小球,以初速度v0=7.0 m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0 m/s2的匀减速直线运动,运动4.0 m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点.求A、C间的距离(取重力加速度g=10 m/s2).


解析:小球在匀减速运动过程中,由运动学公式有

-=-2as

解得vA=5.0 m/s

假设小球能到达圆环的最高点B,由机械能守恒定律有m=2mgR+m

解得vB=3 m/s

若小球恰好能到达圆环最高点B,则应满足:mg=

解得vB1=2 m/s

因为vB>vB1,所以小球能通过最高点B,前面的假设成立.

小球从B点离开时做平抛运动,有

竖直方向2R=gt2

水平方向xAC=vBt

解得xAC=1.2 m.

答案:1.2 m


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


当重力对物体做正功时,物体的重力势能和动能可能的变化情况,下面说法正确的是( )

A.重力势能一定增加,动能一定减小;

B.重力势能一定减小,动能一定增加;

C.重力势能一定减小,动能不一定增加;

D.重力势能不一定减小,动能一定增加。

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降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞(  )

A.下落的时间越短 B.下落的时间越长

C.落地时速度越小 D.落地时速度越大

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科目:高中物理 来源: 题型:


在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意图如图所示.小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在如图中1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是(  )

A.x2-x1=x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3

B.x2-x1>x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3

C.x2-x1>x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3

D.x2-x1<x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3

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如图所示,洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中正确的是(  )

A.脱水过程中,衣物是紧贴桶壁的

B.水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故

C.加快脱水桶转动角速度,脱水效果会更好

D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好

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科目:高中物理 来源: 题型:


预计我国将于2020年前发射月球登陆车,采集月球表面的一些样本后返回地球.月球登陆车返回时,由月球表面发射后先绕月球在近月圆轨道上飞行,经轨道调整后与停留在较高轨道的轨道舱对接.下列关于此过程的描述正确的是(  )

A.登陆车在近月圆轨道上运行的周期与月球自转的周期相等

B.登陆车在近月轨道的加速度大于在较高轨道的轨道舱的加速度

C.登陆车与轨道舱对接后由于质量增加若不加速则轨道半径不断减小

D.登陆车与轨道舱对接后经减速后才能返回地球

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如图所示,三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上,设地球质量为mE,半径为R.下列说法正确的是(  )

 

A.地球对一颗卫星的引力大小为

B.一颗卫星对地球的引力大小为

C.两颗卫星之间的引力大小为

D.三颗卫星对地球引力的合力大小为

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如图所示,将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出.小球落回地面时,其速度大小为v0.设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变,则空气阻力的大小等于(  )

A.mg B.mg   C.mg   D.mg

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某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(甲)所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.

回答下列问题:

(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的    (填正确答案标号). 

A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点的水平距离s

C.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量Δx

E.弹簧原长l0

(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=    

(3)图(乙)中的直线是实验测量得到的sΔx图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,sΔx图线的斜率会    (填“增大”、“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,sΔx图线的斜率会    (填“增大”、“减小”或“不变”).由图(乙)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与Δx的    次方成正比. 

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