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【题目】如图所示,半径为R的水平圆盘可绕着过圆心O的竖直轴转动,在圆盘上从圆心O到圆盘边缘开有一沿半径方向的光滑细槽.一根原长为R的轻弹簧置于槽内,一端固定在圆心O点,另一端贴放着一质量为m的小球,弹簧始终在弹性限度内.

1)若小球在沿槽方向的力F1作用下,在圆盘边缘随圆盘以角速度ω0转动,求F1的大小;

2)若圆盘以角速度ω1转动,小球被束缚在槽中距离圆盘边缘为xP点,此时弹簧的弹性势能为EP.解除束缚后,小球从槽口飞离圆盘时沿槽方向的速度大小为v,求此过程中槽对小球做的功W1

3)若圆盘以角速度ω2转动,小球在沿槽方向推力作用下,从圆盘边缘缓慢向内移动距离x到达P点.如果推力大小保持不变,求弹簧的劲度系数k以及此过程中推力做的功W2

【答案】123

【解析】

1)小球在沿槽方向的力F1得作用下做圆周运动,由向心力公式有

2)设小球从槽口飞出圆盘时的速度为,则根据运动的合成:,设在此过程中弹簧对小球做功为W,有动能定理有:,由于,解得

3)当小球沿槽方向缓慢向内移动得距离为x1时,由向心力公式有,解得

由于F得大小不变,与x1无关,则有所以推力做的功

练习册系列答案
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【题目】如图所示,左图为大型游乐设施跳楼机,右图为其结构简图。跳楼机由静止从a自由下落到b,再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。已知跳楼机和游客的总质量为mab高度差为2hbc高度差为h,重力加速度为g。则

A.ab与从bc的运动时间之比为21

B.ab,跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等

C.ab,跳楼机和游客总重力的冲量大小为

D.bc,跳楼机受到制动力的大小等于2mg

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A. 钢箱梁12的作用力大于钢箱梁21的作用力

B. 钢箱梁12间作用力大于钢箱梁23间作用力

C. 钢箱梁3所受合力最大

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【题目】如图所示是探测地下金属管线的一种方法:给长直金属管线通上直流电,用可以测量磁场强弱、方向的仪器做以下操作:①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点,记为a;②在a点附近的地面上水平地面到与a点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线EF;③在地面上过a点垂直于EF的直线上,找到磁场金属管线方向与地面夹角为60°bc两点,测得bc两点距离为L.由此可确定金属管线(  )

A. 平行于EF,深度为L B. 平行于EF,深度为

C. 平行于EF,深度为 D. 垂直于EF,深度为L

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【题目】如图所示,一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O,两端各固定质量分别为m2m的两小球,光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上,将轻杆由水平位置静止释放,转到竖直位置,在转动的过程中,忽略空气的阻力.下列说法正确的是(   )

A. 在竖直位置两球的速度大小均为

B. 杆竖直位置时对m球的作用力向上,大小为

C. 杆竖直位置时铁钉对杆的作用力向上,大小为

D. 由于忽略一切摩擦阻力,根据机械能守恒,杆一定能绕铁钉做完整的圆周运动

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【题目】应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果,保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程,下列说法中正确的是(  )

A.手掌对苹果的摩擦力越来越大B.苹果先处于超重状态后处于失重状态

C.手掌对苹果的支持力越来越小D.苹果所受的合外力越来越大

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A. 电子的运动半径为4d

B. MN边界射出的电子数占总电子数的三分之二

C. MN边界上有电子射出的总长度为2d

D. 电子在磁场中运动的最长时间为

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【题目】如图甲所示MNPQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,MP之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 1T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r现从静止释放杆ab,测得最大速度为vm改变电阻箱的阻值R,得到vmR的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度gl0m/s2轨道足够长且电阻不计。求:

(1)ab下滑过程中流过R的感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小

(2)金属杆的质量m和阻值r

(3)R =4Ω时,求回路瞬时电功率每增加2W的过程中合外力对杆做的功W

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【题目】如图所示,一质量为m0.5 kg的小球,用长为0.4 m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动。g10 m/s2,求:

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