如图所示,轻弹簧一端固定在点,另一端系一小球,小球穿在固定于竖直面内、圆心为 的光滑圆环上,在的正上方, 是的连线和圆环的交点,将小球从圆环上的点无初速度释放后,发现小球通过了点,最终在之间做往复运动.已知小球在点时弹簧被拉长,在点时弹簧被压缩,则下列判断正确的是
A. 弹簧在点的伸长量一定大于弹簧在点的压缩量
B. 小球从至一直做加速运动,从至一直做减速运动
C. 弹簧处于原长时,小球的速度最大
D. 小球机械能最大的位置有两处
高二物理多选题困难题
如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,AB、CD是圆环相互垂直的两条直径,C、D两点与圆心O等高。一个质量为m的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P点,P点在圆心O的正上方处,小球位于最高点A且静止时恰好对圆环无作用力,现让小球从最高点A由静止开始沿顺时针方向下滑,已知弹簧的原长为R,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.弹簧的劲度系数为k=
B.小球运动到D点时的速度大小为
C.小球在最低点B时对圆环的压力大小为3mg
D.小球运动到B点时的速度大小为2
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半径为r的光滑绝缘圆环固定在竖直面内,并处于水平向右的匀强电场中,环内侧有一个质量为m的带电小球,静止时,它和圆环中心O的连线与竖直方向的夹角为37°(如图所示).
(1)求电场强度E的大小;
(2)若给小球一沿切线方向的瞬时初速度,小球便在圆环内运动,为使小球能在圆环上做完整的圆周运动,这个速度至少为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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半径为r的光滑绝缘圆环固定在竖直面内,并处于水平向右的匀强电场中,环内侧有一个质量为m的带电小球,静止时,它和圆环中心O的连线与竖直方向的夹角为37°(如图所示).
(1)求电场强度E的大小;
(2)若给小球一沿切线方向的瞬时初速度,小球便在圆环内运动,为使小球能在圆环上做完整的圆周运动,这个速度至少为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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将一内壁光滑的绝缘细圆管做成的圆环BDC固定在竖直面内,圆环的圆心为O,D为圆环的最低点,其中∠BOC=,圆环的半径为R,水平虚线BC的上方存在水平向右的范围足够大的匀强电场.圆心O的正上方A点有一质量为m、带电荷量为+q的小球(可视为质点),其直径略小于圆管内径.现将该小球无初速度释放,经过一段时间后小球刚好无碰撞地进入圆管中并继续在圆管中运动,重力加速度为g.求:
(1)A点到O点的距离及匀强电场的电场强度大小;
(2)小球运动到圆环的最低点D时对圆环的作用力.
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如图所示,足够长光滑轻杆BO通过铰链与固定水平粗糙轻杆AO连接,夹角为θ,轻杆BO只能在竖直平面内转动。一小圆环C穿过轻杆AO处于静止状态,轻质弹簧一端与圆环C连接,另一端连接一个轻质小套环D,小套环D穿过轻杆BO,当θ=45°时,弹簧处于自然长度。现缓慢转动轻杆BO,使θ从37°增大到53°,圆环C始终保持静止,CO间距离为L,且小套环D不滑出轻杆BO,则此过程中下列说法正确的是
A. 小圆环C受到的摩擦力的方向先向右后向左
B. CD始终垂直BO
C. 小圆环C受的摩擦力的大小从某一值先减小后增加到同一值
D. 小套环D在轻杆BO上移动的距离为L
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如图所示,轻弹簧一端固定在点,另一端系一小球,小球穿在固定于竖直面内、圆心为 的光滑圆环上,在的正上方, 是的连线和圆环的交点,将小球从圆环上的点无初速度释放后,发现小球通过了点,最终在之间做往复运动.已知小球在点时弹簧被拉长,在点时弹簧被压缩,则下列判断正确的是
A. 弹簧在点的伸长量一定大于弹簧在点的压缩量
B. 小球从至一直做加速运动,从至一直做减速运动
C. 弹簧处于原长时,小球的速度最大
D. 小球机械能最大的位置有两处
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将一内壁光滑的绝缘细圆管做成的圆环BDC固定在竖直面内,圆环的圆心为O,D为圆环的最低点,其中∠BOC=90°,圆环的半径为R=L,过OD的虚线与过BC的虚线垂直且交于点S,虚线BC的上方存在水平向右的范围足够大的匀强电场。圆心O的正上方A点有一质量为m、带电荷量为-q的绝缘小球(可视为质点),其直径略小于圆管内径,AS=L.现将该小球无初速度释放,经过一段时间小球刚好无碰撞地进入圆管中并继续在圆管中运动,重力加速度大小用g表示。
(1)求虚线BC上方匀强电场的电场强度大小;
(2)求当小球运动到圆环的最低点D时对圆环压力的大小;
(3)小球从管口C离开后,经过一段时间后落到虚线BC上的F点(图中未标出),则C、F两点间的电势差为多大?
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劲度系数为k的轻弹簧,一端系在竖直放置、半径为R的光滑圆环顶点P,另一端连接一套在圆环上且质量为m的小球,开始时小球位于A点,此时弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为45°,之后小球由静止沿圆环下滑,小球运动到最低点B时速率为v,此时小球与圆环间弹力恰好为零。当地重力加速度取g,则正确的说法是
A. 小球经过B点时,弹簧的弹力大小为
B. 小球经过B点时,弹簧的弹力大小为
C. 从A到B的过程中,小球减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
D. 从A到B的过程中,重力对小球做的功等于小球克服弹簧弹力做的功
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如图所示,在方向竖直向上、大小E=1ⅹ106V/m的匀强电场中,固定一个穿有A、B两个小球(均视为质点)的光滑绝缘圆环,圆环在竖直平面内,圆心为O、半径R=0. 2m。A、B用一根绝缘轻杆相连,B球带电荷量q=+7ⅹl0-6C,A球不带电,质量分别为mA=0.lkg、mB=0.8kg。将两小球从圆环上的图示位置(A与圆心O等高,B在圆心0的正下方)由静止释放,重力加速度大小为g= l0m/s2。则
A. 小球A和B受到的合力的大小相等
B. 小球B不能到达圆环的最高点
C. 小球A和B的速度大小始终相等
D. 两小球及轻杆组成的系统最大动能为
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如图所示,在方向竖直向上、大小为E=1×106V/m的匀强电场中,固定一个穿有A、B两个小球(均视为质点)的光滑绝缘圆环,圆环在竖直平面内,圆心为O、半径为R=0.2m.A、B用一根绝缘轻杆相连,A带的电荷量为q=+7×10﹣7C,B不带电,质量分别为mA=0.01kg、mB=0.08kg.将两小球从圆环上的图示位置(A与圆心O等高,B在圆心O的正下方)由静止释放,两小球开始沿逆时针方向转动.重力加速度大小为g=10m/s2.
(1)通过计算判断,小球A能否到达圆环的最高点C?
(2)求小球A的最大速度值.
(3)求小球A从图示位置逆时针转动的过程中,其电势能变化的最大值.
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