如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形不光滑管道半径R=0.8m,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方。一小球质量m=0.5kg,在A点

如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形不光滑管道半径R=0.8m,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方。一小球质量m=0.5kg,在A点

题型:不详难度:来源:
如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形不光滑管道半径R=0.8m,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方。一小球质量m=0.5kg,在A点正上方高h=2.0m处的P点由静止释放,自由下落至A点进入管道并通过B点,过B点时小球的速度vB为4m/s,小球最后落到AD面上的C点处。不计空气阻力。g=10m/s2。求:
(1)小球过A点时的速度vA 是多大?
(2)小球过B点时对管壁的压力为多大,方向如何?
(3)落点C到A点的距离为多少?

答案
(1) =m/s  (2)F=5N,方向竖直向下;(3)xAC =0.8m
解析

试题分析:(1)对小球,由自由落体运动可得,
       =m/s           
(2)小球过B点时,设管壁对其压力为F,方向竖直向下,由向心力公式:
F+mg=,解得F=5N,方向竖直向下
(3)从B到C的过程中,由平抛运动规律可得,
x=vBt
R=
xAC=x-R=0.8m
举一反三
(18分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,

(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。
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如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为ΔF(ΔF>0),不计空气阻力.则  
A.m、x一定时,R越大,ΔF一定越大
B.m、x一定时,v越大,ΔF一定越大
C.m、R一定时,x越大,ΔF一定越大
D.m、R一定时,v越大,ΔF一定越大

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A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1kg,轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动.取g=10m/s2.求:

(1)使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中,力F的最大值是多少?
(2)若木块A竖直向上做匀加速运动,直到A、B分离的过程中,弹簧的弹性势能减小了1.28J,则在这个过程中,力F对木块做的功是多少?
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如图所示,线的上端固定,下端系一小球,将小球与线拉在同一水平位置后从静止开始释放,求:

小球的摆线运动到与水平方向成多大角度时,小球所受的重力的功率最大。(用反三角函数表示)
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(12分)如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合. 在力F作用下由静止开始向左运动,5.0s末时从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示.已知金属线框的总电阻R=4.0Ω,求:
(1)t=5.0s时金属线框的速度;
(2)t=4.0s时金属线框受到的拉力F的大小;
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么金属线框从磁场拉出的过程中,线框中产生的焦耳热是多少.

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