题目内容

一个挡板固定于光滑水平地面上,截面为  圆的柱状物体甲放在水平面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与地面接触而处于静止状态,如图所示.现在对甲施加一个水平向左的力F,使甲沿地面极其缓慢地移动,直至甲与挡板接触为止.设乙对挡板的压力F1,甲对地面的压力为F2,在此过程中( )

A.F1缓慢增大,F2缓慢增大
B.F1缓慢增大,F2不变
C.F1缓慢减小,F2不变
D.F1缓慢减小,F2缓慢增大
【答案】分析:先以小球为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件,运用图解法得到柱状物体对球的弹力和挡板对球的弹力如何变化,再对整体研究,分析推力F和地面的支持力如何变化.
解答:解:先以小球为研究对象,分析受力情况,当柱状物体向左移动时,N2与竖直方向的夹角减小,由图1看出,
柱状物体对球的弹力N2与挡板对球的弹力N1均减小.则由牛顿第三定律得知,球对挡板的弹力F1减小.
再对整体分析受力如图2所示,由平衡条件得知,
F=N1,推力F变小.地面对整体的支持力N=G,保持不变.则甲对地面的压力不变.故C正确.A、B、D错误.
故选C.
点评:本题首先要对小球受力分析,根据共点力平衡条件列式求解出小球受到的支持力表达式,再进行讨论.再运用整体法研究地面的支持力和推力如何变化.
练习册系列答案
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(1)正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是:将放射性同位素15 O注入人体,参与人体的代谢过程,15 O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像,根据PET原理,回答下列问题。

①写出15 O的衰变和正负电子湮灭的方程式                          

②将放射性同位素15 O注入人体,15 O的主要用途是                  

A.利用它的射线   B.作为示踪原子

C.参与人体的代谢过程   D.有氧呼吸

③设电子的质量为m,所带电荷量为q,光速为c,普朗克常量为h,则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=                    

④PET中所选的放射性同位素的半衰期应                。(填“长”、“短”或“长短均可”)

(2)在原子核物理中,研究核子与核子关系的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似、两个小球A和B用轻质弹簧相连。在光滑水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图所示。C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变,然后,A球与挡板P发生碰撞,碰撞后A、D都静止不动,A与P接触而不粘连。过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m。

    ①求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。

②求在A球离开挡板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。

(1)(5分)正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是:将放射性同位素15 O注入人体,参与人体的代谢过程,15 O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像,根据PET原理,回答下列问题。

①写出15 O的衰变和正负电子湮灭的方程式                          

②将放射性同位素15 O注入人体,15 O的主要用途是                  

A.利用它的射线   B.作为示踪原子

C.参与人体的代谢过程   D.有氧呼吸

③设电子的质量为m,所带电荷量为q,光速为c,普朗克常量为h,则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=                    

④PET中所选的放射性同位素的半衰期应               。(填“长”、“短”或“长短均可”)

(2)(10分)在原子核物理中,研究核子与核子关系的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似、两个小球A和B用轻质弹簧相连。在光滑水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图所示。C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变,然后,A球与挡板P发生碰撞,碰撞后A、D都静止不动,A与P接触而不粘连。过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m。

    ①求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。

②求在A球离开挡板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。

 

(1)(5分)正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是:将放射性同位素15 O注入人体,参与人体的代谢过程,15 O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像,根据PET原理,回答下列问题。

①写出15 O的衰变和正负电子湮灭的方程式                          

②将放射性同位素15 O注入人体,15 O的主要用途是                  

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④PET中所选的放射性同位素的半衰期应                。(填“长”、“短”或“长短均可”)

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    ①求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。

②求在A球离开挡板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。

 

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