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        1. (2)求小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑大小. 查看更多

           

          題目列表(包括答案和解析)

          如圖所示,彎曲部分AB和CD是兩個(gè)半徑相等的圓弧,中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑),分別與上下圓弧軌道相切連接,BC段的長度L可作伸縮調(diào)節(jié).下圓弧軌道與地面相切,其中D、A分別是上下圓弧軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn),整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi).一小球多次以某一速度從A點(diǎn)水平進(jìn)入軌道而從D點(diǎn)水平飛出.今在A、D兩點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍繟、D兩點(diǎn)的壓力,計(jì)算出壓力差ΔF.改變BC的長度L,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),最后繪得的ΔF-L圖像如圖乙所示.(不計(jì)一切摩擦阻力,g取10 m/s2)

          (1)某一次調(diào)節(jié)后,D點(diǎn)的離地高度為0.8 m,小球從D點(diǎn)飛出,落地點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離為2.4 m,求小球經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大。

          (2)求小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑.

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          如圖甲所示,彎曲部分AB和CD是兩個(gè)半徑相等的圓弧,中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑),分別與上下圓弧軌道相切連接,BC段的長度L可作伸縮調(diào)節(jié)。下圓弧軌道與地面相切,其中D、A分別是上下圓弧軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi)。一小球多次以某一速度從A點(diǎn)水平進(jìn)入軌道而從D點(diǎn)水平飛出。今在A、D兩點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍繟、D兩點(diǎn)的壓力,計(jì)算出壓力差ΔF。改變BC的長度L,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),最后繪得的ΔF-L圖象如圖乙所示。(不計(jì)一切摩擦阻力,g取10 m/s2)
          (1)某一次調(diào)節(jié)后,D點(diǎn)的離地高度為0.8 m,小球從D點(diǎn)飛出,落地點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離為2.4 m,求小球經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度大。
          (2)求小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑。

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          如圖(甲)所示,彎曲部分ABCD是兩個(gè)半徑相等的圓弧,中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑),細(xì)圓管分別與上、下圓弧軌道相切連接,BC段的長度L可作伸縮調(diào)節(jié).下圓弧軌道與地面相切,其中D、A分別是上、下圓弧軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn),整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi).一小球多次以某一速度從A點(diǎn)水平進(jìn)入軌道而從D點(diǎn)水平飛出.今在A、D兩點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍?I>A、D兩點(diǎn)的壓力,計(jì)算出壓力差△F.改變BC間距離L,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),最后繪得ΔF-L的圖線如圖(乙)所示,(不計(jì)一切摩擦阻力,g取10 m/s2),試求:

          (1)某一次調(diào)節(jié)后D點(diǎn)離地高度為0.8 m.小球從D點(diǎn)飛出,落地點(diǎn)與D點(diǎn)水平距離為2.4 m,小球通過D點(diǎn)時(shí)的速度大小

          (2)小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑大。

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          如圖(甲)所示,彎曲部分AB和CD是兩個(gè)半徑相等的圓弧,中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑),細(xì)圓管分別與上、下圓弧軌道相切連接,BC段的長度L可作伸縮調(diào)節(jié).下圓弧軌道與地面相切,其中D、A分別是上、下圓弧軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn),整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi).一小球多次以某一速度從A點(diǎn)水平進(jìn)入軌道而從D點(diǎn)水平飛出.今在A、D兩點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍繟、D兩點(diǎn)的壓力,計(jì)算出壓力差ΔF.改變BC間距離L,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),最后繪得ΔF-L的圖線如圖(乙)所示,(不計(jì)一切摩擦阻力,g取10 m/s2),試求:

          (1)某一次調(diào)節(jié)后D點(diǎn)離地高度為0.8 m.小球從D點(diǎn)飛出,落地點(diǎn)與D點(diǎn)水平距離為2.4 m,小球通過D點(diǎn)時(shí)的速度大小

          (2)小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑大。

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          如圖(甲)所示,彎曲部分AB和CD是兩個(gè)半徑相等的
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          圓弧,中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑),細(xì)圓管分別與上、下圓弧軌道相切連接,BC段的長度L可作伸縮調(diào)節(jié).下圓弧軌道與地面相切,其中D、A分別是上、下圓弧軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn),整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi).一小球多次以某一速度從A點(diǎn)水平進(jìn)入軌道而從D點(diǎn)水平飛出.今在A、D兩點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍繟、D兩點(diǎn)的壓力,計(jì)算出壓力差△F.改變BC間距離L,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),最后繪得△F-L的圖線如圖(乙)所示,(不計(jì)一切摩擦阻力,g取10m/s2),試求:

          (1)某一次調(diào)節(jié)后D點(diǎn)離地高度為0.8m.小球從D點(diǎn)飛出,落地點(diǎn)與D點(diǎn)水平距離為2.4m,小球通過D點(diǎn)時(shí)的速度大小
          (2)小球的質(zhì)量和彎曲圓弧軌道的半徑大。

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          14.D   15.BC    16.acd   17。AC   18。AD  19.ACD    20.ABD     21。BD

          22. I..  4.945     650

          II. (每空2分,圖2分,共12分)

          (a)滑片P位置不變(或保持R不變);調(diào)節(jié)電阻箱R1;

          (b)r;

          (c)5810;

          (d)如圖;3.4(或3.45或3.448).

          23.解:

          ⑴小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),            (2分)    

          水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)                         (2分)    

          得:                          (1分)

          ⑵設(shè)軌道半徑為r,A到D過程機(jī)械能守恒:

                                 (3分)

          在A點(diǎn):                         (2分)

          在D點(diǎn):                           (2分) 

          由以上三式得:

                      (2分)  

          由圖象縱截距得:6mg=12   得m=0.2kg                (2分)

          由L=0.5m時(shí)   △F=17N                              (1分)

          代入得:

          r=0.4m                                   (2分)

          24.(18分)

          (1)小球A受到向上的電場(chǎng)力Eq=0.05N                           (1分)

          受到向上的洛侖茲力qvB=0.05N                                 (1分)

          受到向下的重力mg=0.1N                                       (1分)

          由于qE+qvB=mg                                               (2分)

          所以小球A和水平面之間的擠壓力為零,因此小球A不受摩擦力作用,小球A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng).                                                     (2分)

          小球A與小球B碰撞動(dòng)量守恒定律mv0=-mv1+Mv2               (2分)

          v2=2m/s                                                           (1分)

          設(shè)小球B運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)的速度為v3,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

          Mv22/2=2mgR+Mv32/2                                             (2分)

          小球B做平拋運(yùn)動(dòng),則x=v3t                                    (2分)

          2R=gt2/2                                                          (2分)

          由以上各式聯(lián)立解得:16R2-1.6R+x2=0                        (2分)

          R=0.05m時(shí),x有最大值,最大值為xm=0.2m                      (2分)

          25.(1)線框在區(qū)域I中,P距O點(diǎn)x時(shí),PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 (1分)

          MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為  (1分)

          線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為==V    (2分)

          類似的,PQ在區(qū)域II中距中間邊界時(shí),而MN在區(qū)域I中時(shí),線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

          =V  (2分)

          線框全部在區(qū)域II中,PQ距中間邊界時(shí)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

          =V(2分)

          由于線框勻速運(yùn)動(dòng),故水平拉力做的功等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱,則

          =0.223J  (2分)

          (2)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),,電量,

          聯(lián)立化簡得  (1分)

          設(shè)初速度為,右邊框到達(dá)中間界線時(shí)速度為,左邊框到達(dá)中間界線時(shí)速度為,則據(jù)動(dòng)量定理有:

             (1分)

            (1分)

             (1分)

          其中, (2分)

          , (1分)

          故線框全部在在區(qū)域I運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量為  (1分)

          線框全部在在區(qū)域II運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量為 (1分)

          (1分)

           

           

           

           

           

           

           

           

           


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