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【题目】如图所示,竖直平面内,固定一半径为R的光滑圆环,圆心为O,O点正上方固定一根竖直的光滑杆。质量为m的小球A套在圆环上,上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B一起套在杆上,小球A和滑块B之间再用长为2R的轻杆通过铰链分别连接。当小球A位于圆环最高点时,弹簧处于原长;当小球A位于圆环最右端时,装置能够保持静止。若将小球A置于圆环的最高点并给它一个微小扰动(初速度视为0),使小球沿环顺时针滑下,到达圆环最右端时小球A的速度vA=(g为重力加速度)。不计一切摩擦,AB均可视为质点。求:

(1)此时滑块B的速度大小;

(2)此过程中,弹簧对滑块B所做的功;

(3)小球A滑到圆环最低点时,弹簧弹力的大小。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】试题分析:(1)根据杆关联速度的思路求解此时B的速度,(2)对系统,运用动能定理解题;(3)根据系统保持静止,进行受力分析,根据平衡条件和胡克定律求出最低点的弹力。

(1)由于此时AB速度方向都是竖直向下的,即此时它们与轻杆的夹角大小相等,又因为AB沿轻杆方向的分速度大小相等

所以此时滑块B的速度大小为:

(2)对系统,由最高点到图示位置,根据动能定理得:

其中

解得

(3)图示位置系统能够保持静止,对系统进行受力分析,如图所示

根据平衡条件有:

小球A滑到圆环最低点时弹簧的伸长量为

所以在最低点时,弹簧的弹力大小为

解得:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】为研究自由落体运动,实验者从某砖墙前的高度处由静止释放一个石子,让其自由落下,拍摄到石子下落过程中的一张照片如图所示。由于石子的运动,,它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6.0cm,这个照相机的曝光时间为1.2×10-2s,则拍摄到的石子位置A距石子下落的起始位置的距离约为( )

A. 3.5cm

B. 5.0cm

C. 6.5cm

D. 8.0cm

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【题目】如图所示,在两根平行长直导线M、N中,通入同方向同大小的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向为( )

A.沿abcda不变

B.沿adcba不变

C.由abcda变成adcba

D.由adcba变abcda

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点。质量为2mma、b两个小滑块(可视为质点)原来静止于水平轨道上,其中小滑块a与一轻弹簧相连。某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得初速度向右冲向小滑块b,与b碰撞后弹簧不与b相粘连,且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离,不计一切摩擦,小滑块b离开C点后落地点距离B点的距离为2R,重力加速度为g,求:

(1)小滑块b与弹簧分离时的速度大小vB

(2)上述过程中ab在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能 Epmax

(3)若刚开始给小滑块a的冲量为I=3m,求小滑块b滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角θ。(求出θ角的正弦函数值即可)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图a所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中,金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点de之间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右在框架上滑动,运动中杆ab始终垂直于框架.图b为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系,则可以表示外力F随时间t变化关系的图象是(  )

A.

B.

C.

D.

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【题目】在光滑水平面上充满水平向右的匀强电场,被拉直的绝缘轻绳一端固定在O点,另一端系着带正电的小球,轻绳与水平面平行,OB与电场线平行。若小球从A点由静止释放后,沿水平面摆动到B点,不计空气阻力,则关于此过程,下列判断正确的是(

A. 小球的动能先变小后变大

B. 小球的切向加速度一直变大

C. 小球受到的拉力一直变大

D. 小球受到的电场力做功的功率先增大后减小

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,AB是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球,mB=3mAB球静止,拉起A球,使细线与竖直方向偏角为30°,由静止释放,在最低点AB发生弹性碰撞。不计空气阻力,则关于碰后两小球的运动,下列说法正确的是( )

A. A静止,B向右,且偏角小于30°

B. A向左,B向右,且偏角都等于30°

C. A向左,B向右,A偏角小于B偏角,且都小于30°

D. A向左,B向右,A偏角等于B偏角,且都小于30°

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v3v速度朝两个方向匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的两过程中:

A. 导体框所受安培力方向相同

B. 导体框中产生的焦耳热相同

C. 导体框ad边两端电势差相等

D. 通过导体框截面的电荷量相同

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,x轴在水平地面上,y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球abc的运动轨迹。小球a从(0, 2L)抛出,落在(2L, 0)处;小球bc从(L, 0)抛出,分别落在(2L, 0)和(L, 0)处。不计空气阻力,下列说法正确的是( )

A. ab初速度相同

B. bc运动时间相同

C. b的初速度是c的两倍

D. a运动时间是b的两倍

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同步练习册答案
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