高三物理解答题中等难度题
(8分)一重为G的小球,套于竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一劲度系数为k,自然长度为的轻质弹簧,其上端固定在大圆环的最高点,下端与小球相连,如图所示,不考虑一切摩擦。求小球静止时弹簧与竖直方向的夹角。
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如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,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,此时小球与圆环之间压力恰好为零.下列分析正确的是( )
A. 小球过B点时,弹簧的弹力大小为mg+
B. 小球过B点时,弹簧的弹力大小为k(2R﹣R)
C. 从A到B的过程中,重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能
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,劲度系数为k的轻质弹簧,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时的速率为v,此时小球与圆环之间的压力恰好为零,已知重力加速度为g。下列分析正确的是( )
A. 轻质弹簧的原长为R
B. 小球过B点时,所受的合力为
C. 小球从A到B的过程中,重力势能转化为弹簧的弹性势能和小球的动能
D. 小球运动到B点时,弹簧的弹性势能为mgR-
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如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,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,此时小球与圆环之间压力恰好为零.下列分析正确的是( )
A.小球过B点时,弹簧的弹力大小为
B.小球过B点时,弹簧的弹力大小为
C.从A到B的过程中,重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能
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,一半径为R的光滑圆环竖直放置,轻质弹簧一端固定在圆环最低点A,另一端系着质量为m的小球,小球套在圆环上,初始时小球位于与圆心O等高的B点处于静止状态,现给小球一个竖直向上的初速度,小球运动到最高点C时速度恰好为零,下列关于弹簧的状态判断正确的是( )
A. 小球从B点运动到C点过程中,弹簧的弹力在逐渐增大
B. 小球在C点时弹簧的弹性势能大于在B点时的弹性势能
C. 小球在C点时弹簧的弹力大小等于在B点时的弹力大小
D. 小球在B点时弹簧的弹力大小等于
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劲度系数为k的轻质弹簧,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,小球运动的最低点B时的速率为v,此时小球与圆环之间的压力恰好为零,已知重力加速度为g.下列分析正确的是( )
A.轻质弹簧的原长为R
B.小球过B点时,所受的合力为
C.小球从A到B的过程中,重力势能转化为弹簧的弹性势能
D.小球运动到B点时,弹簧的弹性势能为mgR-mv2
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如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是( )
A.从A到B的过程中,小球的机械能守恒
B.从A到B的过程中,小球的机械能增加
C.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+
D.小球过B点时,弹簧的弹力为mg-
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