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在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管,管的半径R=3.6m(管的内径大小可以忽略),管的出口A在圆心的正上方,入口B与圆心的连线与竖直方向成60°角,如图所示.现有一只质量m=1kg的小球(可视为质点)从某点P以一定的初速度水平抛出,恰好从管口B处沿切线方向飞入,小球到达A时恰好与管壁无作用力.取g=10m/s2.求:

(1)小球到达圆管最高点A时的速度大小;
(2)小球在管的最低点C时,管壁对小球的弹力大小;
(3)小球抛出点P到管口B的水平距离x.
(1)(2),方向竖直向上(3)

试题分析:(1)小球在最高点时,对管壁无作用力,根据向心力公式可得:
可得小球到达圆管最高点时的速度
(2)设最低点C的速度为v,小球从管的最低点到最高点A,有机械能守恒定律可得:,解得
在最低点,由向心力公式可得:
可得,方向竖直向上
(3)设B点的速度为,由机械能守恒定律 可得:
解得:
由平抛运动规律可知,小球做平抛运动过程的初速度,
在B点的竖直速度,根据可得
根据可知:小球的抛出点到管口B的水平距离
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在光滑的水平面上放有一物体M,物体上有一光滑的半圆弧轨道,轨道半径为R,最低点为C,两端A、B等高,现让小滑块m从A点静止下滑,在此后的过程中,则

A.M和m组成的系统机械能守恒,动量守恒
B.M和m组成的系统机械能守恒,动量不守恒
C.m从A到C的过程中M向左运动,m从C到B的过程中M向右运动
D.m从A到B的过程中,M运动的位移为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

(6分)如图所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为的小球,B处固定质量为的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开始时OB与地面相垂直.放手后开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法不正确的是(   )
A.A球到达最低点时速度为零
B.A球机械能减少量等于B球机械能增加量
C.B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度
D.当支架从左向右回摆时,A球一定能回到起始高度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

质量分别为m1和m2的两个小球叠放在一起,从高度为h处自由落下,如图所示。已知h远大于两球半径,所有的碰撞都是完全弹性碰撞,且都发生在竖直方向上。若碰撞后m2恰处于平衡状态,求

(i)两个小球的质量之比m1:m2;
(ii)小球m1上升的最大高度。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,光滑半圆弧轨道BC与光滑斜面AB在B点平滑连接,圆弧半径为R=0.4m,一半径很小,质量为m=0.2kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放,恰好能通过圆弧轨道最高点C,(小球在轨道连接处无机械能损失,不计空气阻力,g=10 m/s2)求:

(1)小球最初释放的高度h;
(2)若要使小球离开C点恰好垂直撞击到斜面上,斜面的倾角θ的正切值为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上,质量为ma的a球置于地面上,质量为mb的b球从水平位置静止释放.当b球摆过的角度为90°时,a球对地面压力刚好为零,下列结论正确的是(     )
A.ma∶mb=2∶1
B.ma∶mb=3∶1
C.若只将细杆D水平向左移动少许,则当b球摆过的角度为小于90°的某值时,a球对地面的压力刚好为零
D.若只将细杆D水平向左移动少许,则当b球摆过的角度仍为90°时,a球对地面的压力刚好为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是
A.物体的重力势能减少,动能增加,机械能减小
B.斜面的机械能不变
C.斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功
D.物体和斜面组成的系统机械能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在一竖直平面内有一光滑的绝缘倾斜轨道ab和一光滑的绝缘圆弧轨道bcde平滑相接,一个质量为m的带正电小球从距最低点c所在水平面高h。处由静止释放后,刚好能通过圆轨道的最高点e。现在轨道空间内加一竖直向上的、范围足够大的匀强电场,且小球所受的电场力小于小球的重力,下列说法中正确的是
A.小球经过c点时,小球的机械能最小
B.小球经过c点时动能最大,电势能最小
C.若要小球仍能通过e点,必须从斜面上更高的位置静止释放
D.若小球仍从斜面上原位置静止释放,通过e点时会对轨道产生压力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量为m的物体以速度v0离开桌面后,经过A点时所具有的机械能是(以地面为零势能面,不计空气阻力)
A.B.
C.D.

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