题目内容

（10分）如图16所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离的图象如右下图所示。（不计空气阻力，g 取m/s2）求：

（1）小球的质量；

（2）相同半圆光滑轨道的半径；

（3）若小球在最低点B的速度为20m/s，为使小球能沿光滑轨道运动，的最大值。

解：（1）设轨道半径为R，由机械能守恒定律：

        ①

在B点：           ②

在A点：          ③

由①②③式得：两点的压力差，          ④

由图象得：截距，得         ⑤

（2）由④式可知：因为图线的斜率

所以         ⑥

（3）在A点不脱离的条件为：         ⑦

由①⑥⑦三式和题中所给已知条件解得：              ⑧

练习册系列答案
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游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目，示意图如图16所示，在半径为r=4m的水平转盘的边缘固定着N=10条长为L=10m的钢绳，纲绳的另一端连接着座椅（图中只画出2个），转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴OO′ 转动。设在每个座椅内坐着质量相同的人，可将人和座椅看成是一个质点，人和座椅的质量为m=60kg，已知重力加速度为g=10m/s2，不计钢绳的重力及空气的阻力。当转盘以某一角速度w匀速转动时，座椅从静止开始随着转盘的转动而升高，经过一段时间后达到稳定状态，此时钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为=37°。求

   （1）稳定时钢绳对座椅的拉力F的大小及转盘转动的角速度ω；

   （2）每个座椅从静止开始到随转盘稳定转动的过程中，绳子的拉力对座椅做的功；

（3）如果带动转盘的电动机输出机械功率的效率为80%，转盘因自身转动及克服各种摩擦损失的机械功率为20%，求从座椅开始运动到随转盘稳定转动的过程中，电动机消耗的电能。

游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目，示意图如图16所示，在半径为r=4m的水平转盘的边缘固定着N=10条长为L=10m的钢绳，纲绳的另一端连接着座椅（图中只画出2个），转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴OO′ 转动。设在每个座椅内坐着质量相同的人，可将人和座椅看成是一个质点，人和座椅的质量为m=60kg，已知重力加速度为g=10m/s2，不计钢绳的重力及空气的阻力。当转盘以某一角速度w匀速转动时，座椅从静止开始随着转盘的转动而升高，经过一段时间后达到稳定状态，此时钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为=37°。求

（1）稳定时钢绳对座椅的拉力F的大小及转盘转动的角速度ω；

（2）每个座椅从静止开始到随转盘稳定转动的过程中，绳子的拉力对座椅做的功；

（3）如果带动转盘的电动机输出机械功率的效率为80%，转盘因自身转动及克服各种摩擦损失的机械功率为20%，求从座椅开始运动到随转盘稳定转动的过程中，电动机消耗的电能。

游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目，示意图如图16所示，在半径为r=4m的水平转盘的边缘固定着N=10条长为L=10m的钢绳，纲绳的另一端连接着座椅（图中只画出2个），转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴OO′ 转动。设在每个座椅内坐着质量相同的人，可将人和座椅看成是一个质点，人和座椅的质量为m=60kg，已知重力加速度为g=10m/s2，不计钢绳的重力及空气的阻力。当转盘以某一角速度w匀速转动时，座椅从静止开始随着转盘的转动而升高，经过一段时间后达到稳定状态，此时钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为=37°。求

   （1）稳定时钢绳对座椅的拉力F的大小及转盘转动的角速度ω；

   （2）每个座椅从静止开始到随转盘稳定转动的过程中，绳子的拉力对座椅做的功；

（3）如果带动转盘的电动机输出机械功率的效率为80%，转盘因自身转动及克服各种摩擦损失的机械功率为20%，求从座椅开始运动到随转盘稳定转动的过程中，电动机消耗的电能。
如图16所示，在点电荷Q形成的电场中，a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另外同一等势面上，甲、乙两带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线.若两粒子通过a点时具有相同的动能，则（　　）

图16

A.甲、乙两粒子带异种电荷?

B.甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时的动能相同?

C.两粒子经过b点时的动能相同?

D.若取无穷远处电势为零，则甲粒子在c点的电势能小于乙粒子在d点的电势能

 如图16所示，在足够大的空间内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度Ｂ＝1.57Ｔ，小球1带正电，其电荷量与质量之比，所受重力与电场力的大小相等，小球2不带电，静止放置于固定的水平悬空支架上，小球1向右以的水平速度与小球2正碰，碰后经过0.75ｓ再次相碰。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变，且始终在同一竖直平面内。（ｇ＝10）问

（１）  电场强度Ｅ的大小是多少？

（２）  两小球的质量之比是多少？

 

 

 

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