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如图,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.45m,C点与一倾角为θ=30°的光滑斜面连接,质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,取g=10m/s2.求:
(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力;
(2)小滑块到达C点时速度的大小;
(3)小滑块从C点运动到地面所需的时间.
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(1)设小滑块运动到B点的速度为VB,由机械能守恒定律有:
mgR=
1
2
mVB2
由牛顿第二定律   F-mg=m
V2B
R
                     
联立①②代入数据解得小滑块在B点受到的支持力为F=3mg=30N;
由牛顿第三定律得小滑块对对圆弧的压力大小30N
(2)设小滑块运动到C点的速度为VC,由动能定理有
mgR-μmgL=
1
2
mVC2
解得小滑块在C点的速度VC=4m/s                           
(3)小滑块平抛到地面的水平距离:S=VCt=VC 
2h
g
=1.2m      
斜面底宽:d=hcotθ=0.78m                                  
因为S>d,所以小滑块离开C点后不会落到斜面上.
因此,小滑块从C点运动到地面所需的时间即为小滑块平抛运动所用时间
t=
2h
g
=0.3s;
答:(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力为30N;
(2)小滑块到达C点时速度的大小为4m/s;
(3 )小滑块从C点运动到地面所需的时间为0.3s.
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一种称为“质量分析器”的装置如图所示.A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C处进入圆形细弯管(四分之一圆弧),在洛伦兹力作用下发生偏转,然后进入漂移管道D.已知带有正电荷q=1.6×10-19的磷离子质量为m=5.1×10-26kg,初速率可认为是零,经加速管B加速后速率为v=7.9×105m/s,不计重力.求(结果都保留一位有效数字):
(1)加速管B两端的加速电压U.
(2)若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m,为了使磷离子自漂移管道引出,则图中虚线所围正方形区域内匀强磁场的磁感应强度B.

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(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力?

(2)小滑块到达C点时的速度?

(3)通过计算说明小滑块离开C点后是直接落到地面上还是直接落到斜面上?

   

 

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科目:高中物理 来源:2012届广东省河源市连平县忠信中学高三第16周周考物理试题 题型:计算题

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(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力?
(2)小滑块到达C点时的速度?
(3)通过计算说明小滑块离开C点后是直接落到地面上还是直接落到斜面上?
   

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