题目列表(包括答案和解析)
(09年德阳市一诊)(12分)如图所示,质量为m带电量为-q的小球穿在半径为R的光滑圆环上,整个装置处在竖直向下的场强为E的匀强电场中时,小球在竖直面内作匀速圆周运动,在最高点小球对环的作用力大小为mg/2。求:
(1)小球在竖直面内作匀速圆周运动的速度大小;
(2)若小球运动到最高点时,突然将匀强电场方向变为垂直于竖直环面向内,求小球运动到环最低点时受到环的作用力大小。
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(21分)如图所示,将一端带有半圆形光滑轨道的凹槽固定在水平面上,凹槽的水平部分AB粗糙且与半圆轨道平滑连接,AB长为2L。圆轨道半径为
。凹槽的右端固定一原长为L的轻质弹簧P1,P1的左端与长为L质量为2m的圆筒相接触,但不栓接。圆筒内部右端栓接一完全相同的弹簧P2,用直径略小于圆筒内径、质量为m的小球将弹簧P2压缩
,再用销钉K将小球锁定在圆筒内(小球与P2不栓接)。球与圆筒内壁间的动摩擦因数为u,圆筒与凹槽水平部分间的动摩擦因数为2u。用圆筒将弹簧P1也压缩
•,由静止释放,圆筒恰好不滑动。现将销钉K突然拔掉,同时对圆筒施加一水平向左的拉力,使圆筒向左做匀加速运动,到B点时圆筒被卡住立刻停止运动,小球沿半圆形轨道从C点水平抛出。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,小球可视为质点,圆筒壁的厚度忽略不计。
(1) 若小球通过半圆形轨道最高点C时,轨道对小球的压力是小球重力的3倍,求小球射出圆筒时的速度大小
(2) 若使圆筒运动到B点之前,弹簧P2长度不变,求拉力初始值的取值范围
(3) 若拉力的初始值为
,且小球从C处平拋后,恰好未撞击圆筒,求圆筒从静止运动到B点过程中拉力所做的功
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一.选择题
1.B 2.A 3.BC 4.C 5.ABD 6.C 7.A 8.BD 9.C 10.BD 11.D 12.BD
二.实验题
13.(1)BC 2)用尽量小的圆圈住所有落点,圆心即落点平均位置 (3)
(各2分)
14.(1)(4分,分压,外接各占2分) (2)(4分) (3)(4分)119Ω(116Ω~120Ω都对),偏小
三.计算证明题
15.解:
物体从C到A由机械能守恒
…………………………………(2分)
得
…………………………………………(1分)
从A到AB 中点由动能定理
………………(2分)
得
(m)……………………………………………(2分)
从物体滑上传送带开始到速度减为零的过程中
对物体有μmgt =mv 传送带前进 s=v1t
电动机作用力 F=f 电动机做功 W=Fs
解答W=96J (各1分)
16、解:(1)小球作匀速圆周运动有mg=qE………(2分)
小球在最高点有
…………(2分)
解得
…………(1分)
(2)电场方向变为垂直于竖直环面向内后小球从最高点到最低点有
…………(2分)
在最低点沿竖直方向有
…………(2分)
沿水平方向有
…………(1分)
环对小球的作用力
…………(1分)
解得
…………(1分)
17.解:
(1)设两滑块碰前A的速度为v1,由动能定理有:
(2分)
解得:v1=3m/s (1分)
A、B两滑块碰撞,由于时间极短动量守恒,设共同速度为v
(2分)
解得:v=1.0m/s (1分)
(2)碰后A、B一起压缩弹簧至最短,设弹簧压缩量为x1,由动能定理有:
(2分)
解得:x1=0.02m (1分)
设反弹后A、B滑行了x2距离后速度减为零,由动能定理得:
(2分)
解得:x2≈0.05m (1分)
以后,因为qE>μ(M+m)g,滑块还会向左运动,但弹开的距离将逐渐变小,所以,最大距离为:
X=x2+s-x1=
18.解:
(1)B球受作用力的加速度
m/s2……………(1分)
A球受作用力的加速度
m/s2……………(1分)
B在作用区中运动的最远距离
m………… …(1分)
B从进入作用区到穿出作用区用时Ft1=2mvB …………(1分)
t1=2(s) …(1分)
A运动距离
m………………………(1分)
A的速度
m/s …………………(1分)
A匀速运动的时间
s………………(1分)
A穿出作用区用时
…………………(1分)
t3=1(s) ………………………(1分)
A从开始运动到完全穿过作用区所用时间t=t1+t2+ t3=4 s…………………(1分)
(2)要使A、B的动能之和最小,则A穿过作用区后与B速度相等…(1分)
右动量守恒得
……………………………(1分)
A、B的动能之和
…………………………………(1分)
解得Ek=16.3J…………………………………… …(1分)
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