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半径为R的光滑半圆环形轨道固定在竖直平面内,从与半圆环相吻合的光滑斜轨上高h=3...

半径为R的光滑半圆环形轨道固定在竖直平面内,从与半圆环相吻合的光滑斜轨上高h=3R处,先后释放A、B两小球,A球的质量为2m,B球的质量为m,当A球运动到圆环最高点时,B球恰好运动到圆环最低点,如图所示.求:
(1)此时A、B球的速度大小vA、vB
(2)这时A、B两球对圆环作用力的合力大小和方向.

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(1)A、B球下滑的过程中,都只有重力做功,根据机械能守恒定律求出速度大小vA和vB; (2)分别以两球为研究对象,根据牛顿第二定律求出轨道对两球的作用力,再根据牛顿第三定律求解A、B两球对圆环作用力的合力大小和方向. 【解析】 (1)对A分析:从斜轨最高点到半圆环形轨道最高点,由机械能守恒得: 2mg(3R-2R)=•2m 解得:vA=. 对B分析:从斜轨最高点到半圆环形轨道最低点,由机械能守恒有: 3mgR=m 解得:vB=. (2)设半圆环形轨道对A、B的作用力分别为FNA、FNB,FNA方向竖直向下,FNB方向竖直向上. 根据牛顿第二定律得: FNA+2mg=,FNB-mg=m 解得:FNA=2mg,FNB=7mg. 根据牛顿第三定律,A、B两球对圆环的力分别为:FNA′=2mg,方向竖直向上;FNB′=7mg,方向竖直向下,所以A、B两球对圆环作用力的合力大小F=5mg,方向竖直向下. 答: (1)此时A、B球的速度大小分别为和. (2)这时A、B两球对圆环作用力的合力大小5mg,方向竖直向下.
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考点分析:
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现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为______,动能的增加量可表示为______
 
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如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)“验证机械能守恒定律”的实验装置,完成以下填空.
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实验步骤如下:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平.
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s.
③将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间△t1和△t2
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
⑥滑块通过光电门1和光电门2时,可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=______和Ek2=______
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=______.(重力加速度为g)
⑧如果满足关系式______,则可认为验证了机械能守恒定律.
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manfen5.com 满分网如图所示,在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q,从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止.则从M点运动到N点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小物块所受电场力逐渐减小
B.小物块具有的电势能逐渐增大
C.Q电场中M点的电势高于N点的电势
D.小物块电势能变化量的大小等于克服摩擦力做的功
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manfen5.com 满分网如图所示,A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点,其中A、B、O沿同一竖直线,B、C同在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上,沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L,在O点固定放置一带负电的小球.现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b,先将小球a穿在细杆上,让其从A点由静止开始沿杆下滑,后使 b从A点由静止开始沿竖直方向下落.各带电小球均可视为点电荷,则下列说法中正确的是( )
A.从A点到C点,小球a做匀加速运动
B.小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能
C.从A点到C点,小球a的机械能先增加后减小,但机械能与电势能之和不变
D.小球a从A点到C点的过程中电场力做的功大于小球b从A点到B点的过程中电场力做的功
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manfen5.com 满分网如图所示,水平传送带A、B两端点相距x=4m,以v=2m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转.今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放在A点处,已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4.由于小煤块与传送带之间有相对滑动,会在传送带上留下划痕.小煤块从A运动到B的过程中( )
A.所用的时间是manfen5.com 满分网s
B.所用的时间是2.25s
C.划痕长度是4m
D.划痕长度是0.5m
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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