题目内容
如图所示,ABCD为竖直平面内固定的光滑轨道,其中AB为斜面,BC段是水平的, CD段为半径R= 0. 2 m的半圆,圆心为O,与水平面相切于C点,直径CD垂直于BC。现将小球甲从斜面上距BC高为
的A点由静止释放,到达B点后只保留水平分速度沿水平面运动,与静止在C点的小球乙发生弹性碰撞,己知甲、乙两球的质量均为m=1.0
,重力加速度g取10 m/s2.(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点)求:
(1) 甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,则甲、乙碰后瞬间,乙对半圆轨道最低点C处的压力F;
(2) 在满足(1)的条件下,求斜面与水平面的夹角θ
(3) 若将甲仍从A点释放,増大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到C点的距离范围.
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【答案】(1)
;(2)
;(3)![]()
【命题立意】本题旨在考查动量守恒定律、向心力、动能定理的应用。
【解析】(1)乙恰能通过轨道的最高点D,则重力恰好通过向心力,设乙到达D点时的速度为
,得:![]()
乙球从C到D的过程中机械能守恒,得:![]()
联立以上两式得:![]()
乙球在C点受到的支持力与重力的合力提供向心加速度,得:![]()
所以:![]()
由牛顿第三定律可知,乙对半圆轨道最低点C处的压力与轨道对小球的支持力大小相等,即:
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(2)甲与乙的质量相同,所以甲与乙发生弹性碰撞的过程二者交换速度,所以甲到达C的速度等于乙在C点的速度,即:
甲从A滑到B的过程中机械能守恒,得:![]()
甲到达B点后只保留水平分速度沿水平面运动,则:![]()
所以:![]()
则:![]()
(3)将甲仍从A点释放,增大甲的质量为M,甲到达C的速度仍然是
,保持乙的质量不变,仍然发生弹性碰撞,以向左为正方向,则:
根据动量守恒定律,得:![]()
根据机械能守恒定律,得:![]()
联立解得:
,![]()
当甲的质量比乙的质量大很多是时候,乙球的速度最大,
,即最大速度约为原来速度的2倍。
乙离开圆轨道后做平抛运动,运动的时间:![]()
水平方向做匀速直线运动,速度最小时的水平方向的位移:
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速度最大时的水平方向的位移:![]()
即:![]()
答:(1)甲、乙碰后瞬间,乙对半圆轨道最低点C处的压力是
;
(2)斜面与水平面的夹角是
;
(3)若将甲仍从A点释放,增大甲的质量,保持乙的质量不变,乙在轨道上的首次落点到C点的距离范围是
。
电吹风是生活中的常用电器。某款电吹风的各项参数如下表所示,其电路图如图所示,理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2,a、b、c、d为四个固定触点,可动的扇形金属片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位罝时,电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态。关于该款电吹风,下列说法中正确的是( )
| 热风时输入功率 | 450W |
| 自然风时输入功率 | 50W |
| 小风扇额定电压 | 50V |
| 正常工作时小风扇的机械功率 | 42W |
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A.触片P与触点b、c接触时,电吹风吹热风
B.变压器两线圈的匝数比n1: n2=22 : 5
C.小风扇线圈电阻为8 Ω
D.电热丝正常工作时电阻为6. 25Ω
如图所示的是真空中两个点电荷A、B周围的电场线在某一平面内的分布情况(电场线方向未标出).图中O点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,电场线的分布关于MN左右对称.下列关于图的说法中正确的是( )
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| A. | 这是两个等量异种电荷周围的电场线分布 |
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| B. | 这是两个等量同种电荷周围的电场线分布 |
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| C. | 这是两个不等量异种电荷周围的电场线分布 |
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| D. | 这是两个不等量同种电荷周围的电场线分布 |
如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线,关于它们的电阻值说法正确的是( )
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| A. | 电阻R1的阻值较大 | B. | 电阻R2的阻值较大 |
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| C. | 电阻R1和电阻R2一样大 | D. | 以上说法都不正确 |
| 磁感线及用磁感线描述磁场. | |
| 分析: | (1)磁体的周围存在着看不见,摸不着但又客观存在的磁场,为了描述磁场,而引入了磁感线,磁感线并不客观存在. (2)磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极.磁感线的方向描述了磁场的方向,磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱. (3)磁场的方向规定:放在磁场中的小磁针北极受力的方向就是该点的磁场方向,也就是该点磁感线的方向. |
| 解答: | 解:A、在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发回到S极,而内部则是从S极到N极,故A错误. B、磁场中的某一点,该点的磁场方向、小磁针北极受力的方向、该点磁感线的方向是一致的.故B错误. C、磁感线最密集的地方,磁场的强度最强,反之最弱.故C正确. D、磁感线是为了描述磁场而引入的,它并不客观存在.故D错误. 故选:C. |
| 点评: | 此题考查了磁感线的引入目的,磁场方向的规定,记住相关的基础知识,对于解决此类识记性的题目非常方便. |