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如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,在桌面上轻质弹簧...

如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态.同时释放两个小球,小球a、b与弹簧在桌面上分离后,a球从B点滑上光滑半圆环轨道最高点A时速度为manfen5.com 满分网.已知小球a质量为m,小球b质量为2m,重力加速度为g.求:
(1)小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力;
(2)释放后小球b离开弹簧时的速度vb的大小;
(3)释放小球前弹簧具有的弹性势能.

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(1)小球a在圆环轨道最高点受到重力和轨道的弹力,由两个力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求解轨道对小球的弹力,由牛顿第三定律得到小球对轨道的压力. (2)小球a从B运动到A的过程中,只有重力做功,机械能守恒,求出小球a与弹簧分离时的速度大小va,根据动量守恒定律求解球b离开弹簧时的速度vb的大小. (3)释放小球过程,弹簧的弹性势能转化为两球的动能,由机械能守恒定律求解释放小球前弹簧具有的弹性势能. 【解析】 (1)设a球通过最高点时受轨道的弹力为N,由牛顿第二定律得     ① 将数据代入①式解得:N=mg ② 由牛顿第三定律,a球对轨道的压力为mg,方向竖直向上. (2)设小球a与弹簧分离时的速度大小为va,取桌面为零势面,小球a从B运动到A的过程中,由机械能守恒定律得:   ③ 由③式解得  ④ 小球a、b从释放到与弹簧分离过程中,总动量守恒mva=2mvb⑤ 由⑤式解得:⑥ (3)弹簧的弹性势能为:EP=+  ⑦ 由⑦式解得:EP=4.5mgR⑧ 答:(1)小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力大小为mg,方向竖直向上; (2)释放后小球b离开弹簧时的速度vb的大小为; (3)释放小球前弹簧具有的弹性势能是4.5mgR.
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考点分析:
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(1)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验,主要步骤如下:
A.在桌面上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置D.记下D点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;
D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则作出合力F';
E.只用一个弹簧测力计,通过绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示;
F.比较力F'和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.
上述步骤中:
①有两处遗漏了重要内容,这两个步骤的代号是:   
②遗漏的内容分别是       
(2)某实验小组采用如图(a)所示的电路测量规格为“6V,0.5A”的小型直流电动机manfen5.com 满分网中线圈的电阻(阻值约为几欧姆),R是阻值为3.0Ω的定值电阻.
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①调节R时,应控制电动机    (转动或不转动)时读出电流表、电压表的示数.
②若电压表示数是2.5V,电流表示数如上图(b)所示,读得电流表示数是    A.
③使用测得数据,计算电动机线圈电阻为    Ω.该电动机正常工作时输出的机械功率为    W.
④由于    (选填“电流表内阻”或“电压表内阻”)的影响,测得的电动机线圈电阻比实际值偏    (选填“大”或“小”). 查看答案
下列图象能正确反映物体在直线上运动,经2s又回到初始位置的是( )
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电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧,弹簧上方有一质量为m的物体.当电梯静止时弹簧被压缩了x1;当电梯运动时弹簧被压缩了x2,且有x2>x1,试判断电梯运动的可能情况是( )
A.匀加速下降
B.匀加速上升
C.匀减速上升
D.匀减速下降
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如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从A点进入槽内.则下列说法正确的( )
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A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动
B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功
C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒
D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒
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如图所示,实线是一个点电荷形成电场中的一条电场线,虚线是该电场中的两条等势线,由图可以得出的结论是( )
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A.M点的电势一定高于N点的电势
B.M点的电场强度可能小于N点的电场强度
C.MN两点的电势差与零电势的选择无关
D.将检验电荷放在M点时,电势能的大小与零电势的选择无关
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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