当前位置: 高中物理 / 综合题
  • 1. (2020高一下·济南期末) 如图所示,有一种玩具陀螺可在圆轨道的外侧旋转而不脱落,好像轨道对它施加了魔法一样,被称为“魔力陀螺”,该玩具深受孩子们的喜爱。某科技小组受此启发制作了一个如图乙所示的游戏装置,装置由两个竖直磁性圆弧轨道组成,左半圆轨道 半径为 ,右半圆轨道 半径为 ,两个半圆轨道的最低点由一个极小的平直轨道连接。质量为 的铁质小球可以沿轨道外侧做圆周运动,小球运动过程中始终受到轨道指向圆心的磁吸引力,此引力的大小可以调节。已知重力加速度为 ,不计一切摩擦,小球可看做质点,试求:

    1. (1) 若某时刻小球运动到轨道外侧 点且速度为 ,此时轨道对小球的引力为 ,则此时在 点轨道对小球的支持力 的大小。
    2. (2) 在 圆轨道内测圆周上安装一接收器,可以测量落入其中物体的速度。若使小球在轨道最高点 由静止出发沿轨道外侧运动到 点,然后从 点水平抛出落到 圆轨道内测圆圈上的接收器中,若小球离开轨道后磁吸引力即消失,则接收器的安装位置距 点的高度 应为多少?
    3. (3) 调节轨道对小球的引力大小恒为 ,若使小球能够以初速度 点出发沿轨道外侧滑行到 点而不脱离轨道,则 的大小范围应该是多少?

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