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如图所示,在光滑的水平地面上的左端连接一光滑的半径为R的圆形固定轨道,并且水平面...

如图所示,在光滑的水平地面上的左端连接一光滑的半径为R的圆形固定轨道,并且水平面与圆形轨道相切,在水平面内有一质量M=3m的小球Q连接着轻质弹簧,处于静止状态,现有一质量为m的小球P从B点正上方h=R高处由静止释放,小球P和小球Q大小相同,均可视为质点,重力加速度为g。

(1)求小球P到达圆心轨道最低点C时的速度大小和对轨道的压力;

(2)求在小球P压缩弹簧的过程中,弹簧具有的最大弹性势能;

(3)若小球P从B点上方高H处释放,恰好使P球经弹簧反弹后能够回到B点,求高度H的大小。

 

(1)5mg (2) (3)3R 【解析】(1)小球P从A运动到C的过程,根据机械能守恒得:mg(h+R)=mvC2 又 h=2R, 解得:vC= 在最低点C处,根据牛顿第二定律得:FN-mg=m 解得:FN=7mg, 根据牛顿第三定律可知,小球P对轨道的压力大小为7mg,方向竖直向下. (2)弹簧被压缩过程中,当两球速度相等时,弹簧具有最大弹性势能,以向右为正,根据系统动量守恒得:mvC=(m+M)v, 根据机械能守恒定律得:mvC2=EPm+(m+M)v2. 联立解得:EPm=mgR (3)设小球P从B上方高H处释放,到达水平面速度为v0,由机械能守恒定律得: mg(H+R)=mv02. 弹簧被压缩后再次恢复到原长时,设小球P和Q的速度大小分别为v1和v2,根据动量守恒定律有:mv0=-mv1+Mv2 根据机械能守恒定律有:mv02=mv12+Mv22 要使P球经弹簧反弹后恰好回到B点,则有: mgR=mv12. 联立解得:H=3R 点睛:本题主要考查了动量守恒定律、机械能守恒定律以及动能定理的直接应用,注意在应用动量守恒定律解题时要规定正方向,注意使用动能定理解题时要选好研究过程.  
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如图所示,单匝圆形线圈与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,圆形线圈的电阻不计,导体棒a绕圆心O沿逆时针方向匀速转动,以角速度旋转切割磁感线,导体棒a的长度为l(等于圆形线圈的半径),电阻为r,定值电阻和线圈构成闭合回路,P、Q是两个竖直正对的平行金属板,两极板间的距离为d,金属板的长度L=2d,在金属棒的上边缘,有一重力不计的带电粒子以初速度竖直向下射入极板间,粒子进入电场的位置到P板的距离为,离开电场的位置到Q板的距离为,求:

(1)定值电阻两端的电压及P、Q两板间电场强度的大小;

(2)带电粒子的比荷;

 

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某同学用如图(a)所示的实验电路来测量未知电阻Rx的阻值.将电阻箱接入a、b之间,闭合电键S,适当调节滑动变阻器R′后保持滑片位置不变,改变电阻箱的阻值R,得到多组电压表的示数UR的数据,并绘出的UR图象如图(b)所示.

(1)请用笔画线代替导线,根据电路图在图(c)中画出缺少的两根导线________

(2)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为5.0V,利用图(b)中的UR图象可得Rx____________Ω.(保留两位有效数字).

(3)使用较长时间后,电源的电动势可认为不变,但其内阻增大,若仍使用该装置和图(b)中的UR图象来测定某一电阻,则测定结果将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”) .若仍想使用该电路和(b)中测绘的UR关系图像测量电阻,则需对电路进行简单修正:将电阻箱的阻值调到10Ω,并接入a、b之间,调整滑动变阻器滑片的位置,使电压表示数为______V,之后保持滑动变阻器阻值不变,即可用原来的方法继续测量电阻.

 

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一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品,在家中验证力的平行四边形定则。

如图(a),在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶,记下水壶______时电子秤的示数F

如图(b),将三细线L1L2L3的一端打结,另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线L1,在白纸上记下结点O的位置、____________和电子秤的示数F1

如图(c),将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上,并将L1拴在其上.手握电子秤沿着L2的方向拉开细线L2,使____________和三根细线的方向与中重合,记录电子秤的示数F2

在白纸上按一定标度作出电子秤拉力FF1F2的图示,根据平行四边形定则作出F1F2的合力的图示,若_____________,则平行四边形定则得到验证.

 

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水平面上质量为m=6kg的物体,在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动,从x=2.5m位置处拉力F逐渐减小,力F随位移x变化规律如图所示,当x=7m时拉力减为零,物体也恰好停下,取g=10m/s2,下列结论正确的是

A. 物体与水平面间的动摩擦因数为0.2

B. 合外力对物体所做的功为-27J

C. 物体匀速运动时的速度为3m/s

D. 物体在减速阶段所受合外力的冲量为12N·S

 

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如图所示,水平面内的等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点,光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L,D在AB边上的竖直投影点为O。一对电荷量均为-Q的点电荷分别固定于A、B两点。在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响),将小球由静止开始释放,已知静电力常量为k、重力加速度为g,且,忽略空气阻力,则

A. 轨道上D点的场强大小为

B. 小球刚到达C点时,其加速度为零

C. 小球刚到达C点时,其动能为

D. 小球沿直轨道CD下滑过程中,其电势能先增大后减小

 

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