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如圖所示，A、B兩小球分別固定在一剛性輕桿的兩端，兩球球心間相距L=1m，兩球質量分別為mA=4.0kg，m2=1.0kg，桿上距A球球心0.40m處有一水平軸O，桿可繞軸無摩擦轉動，現先使桿保持水平，然后從靜止釋放當桿轉到豎直位置，求：

（1）當桿轉到豎直位置兩球的速度各是多少？
（2）桿對A球的作用力多大；
（3）轉動過程中桿對A球做功為多少（計算中重力加速度的數值g=10m/s）。

（1）   （2）  （3）W=-9.6J

解析試題分析：（1）設桿轉到豎直位置的角速度為ω，A、B兩球的速度分別為和
由公式可知
取桿的初位置為零勢能面，以兩球組成的系統為研究對象，由機械能守恒定律得：

聯立得：
（2）對A用牛頓第二定律：，解得：
（3）設該過程中桿對A做功為W，對A在該過程用動能定理得：解之得：W=-9.6J
考點：考查了功的計算，圓周運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，在一個勻速上升的電梯內有一斜面，斜面與電梯側壁間有一光滑小球A始終與電梯相對靜止，下列判斷正確的是：

A．斜面對小球的支持力做正功，小球的機械能增加
B．斜面對小球的支持力做正功，小球的機械能減少
C．斜面對小球的支持力做負功，小球的機械能增加
D．斜面對小球的支持力做負功，小球的機械能減少

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

功率為P，質量為M的汽車，下坡時關閉油門，則速度不變．若不關閉油門，且保持功率不變，則在t s內速度增大為原來的2倍，則汽車的初速度為____________.

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

（1）質量為的小球在距地面高為處以某一初速度水平拋出，落地時速度方向與水平方向之間的夾角為。則小球落地時速度大小為      ，小球落地時重力的功率為      。（不計空氣阻力，重力加速度）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(8分)將一個質量為1kg的小球從某高處以3m/s的初速度水平拋出，測得小球落地點到拋出點的水平距離為1.2m。小球運動中所受空氣阻力忽略不計，g="10" m/s2。求：
(1)小球在空中運動的時間；
(2)拋出點距地面的高度；
(3)小球落地時重力的瞬時功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（6分）如圖所示，質量為m＝4 kg的木塊在傾角為30°的光滑斜面上由靜止開始下滑，若斜面足夠長， 取g=" 10" m/s²，求：

(1)前2 s內重力做的功
(2)2 s末重力的瞬時功率

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）同步加速器在粒子物理研究中有重要的應用，其基本原理簡化為如圖所示的模型。M、N為兩塊中心開有小孔的平行金屬板。質量為m、電荷量為+q的粒子A（不計重力）從M板小孔飄入板間，初速度可視為零，每當A進入板間，兩板的電勢差變為U，粒子得到加速，當A離開N板時，兩板的電荷量均立即變為零。兩板外部存在垂直紙面向里的勻強磁場，A在磁場作用下做半徑為R的圓周運動，R遠大于板間距離，A經電場多次加速，動能不斷增大，為使R保持不變，磁場必須相應地變化。不計粒子加速時間及其做圓周運動產生的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應。求

（1）A運動第1周時磁場的磁感應強度B1的大小；
（2）在A運動第n周的時間內電場力做功的平均功率；
（3）若有一個質量也為m、電荷量為+kq（k為大于1的整數）的粒子B（不計重力）與A同時從M板小孔飄入板間，A、B初速度均可視為零，不計兩者間的相互作用，除此之外，其他條件均不變，下圖中虛線、實線分別表示A、B的運動軌跡。在B的軌跡半徑遠大于板間距離的前提下，請指出哪個圖能定性地反映A、B的運動軌跡，并經推導說明理由。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）如圖所示，在水平路段AB上有一質量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運動，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個ABC路段的v-t圖像如圖所示（在t=15s處水平虛線與曲線相切），運動過程中汽車發動機的輸出功率保持20kW不變，假設汽車在兩個路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空氣阻力等）各自有恒定的大小。（解題時將汽車看成質點）

（1）求汽車在AB路段上運動時所受的阻力f1。
（2）求汽車剛好開過B點時的加速度a。
（3）求BC路段的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

小球以速率v1靠慣性沿曲面由底端向上運動， 當它回到出發點時速率為v2，且v2<v1，若A點距地面高度為小球向上運動的高度一半，取曲面底端重力勢能為零，小球視為質點，則（   ）

A．上升時機械能減少量大于下降時機械能減少量
B．上升時機械能減少量等于下降時機械能減少量
C．上升過程中動能和勢能相等的位置在A點上方
D．上升過程中動能和勢能相等的位置在A點下方

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