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        1. (12分)如圖所示,粗糙水平軌道AB與豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道BDC在B處平滑連接,B、C分別為半圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),D為半圓軌道的最右端。一個(gè)質(zhì)量m的小物體P被一根細(xì)線拴住放在水平軌道上,細(xì)線的左端固定在豎直墻壁上。在墻壁和P之間夾一根被壓縮的輕彈簧,此時(shí)P到B點(diǎn)的距離為x0。物體P與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,半圓軌道半徑為R,F(xiàn)將細(xì)線剪斷,P被彈簧向右彈出后滑上半圓軌道,恰好能通過(guò)C點(diǎn)。試求:

          (1)物體經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度的大。
          (2)細(xì)線未剪斷時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能的大。
          (3)物體經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)合力的大?

          (1)(2)(3)

          解析試題分析:(1)由于小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)C,則
          B到C機(jī)械能守恒,則
          解得:
          (2)P到B過(guò)程彈力、摩擦力做功,動(dòng)能定理:
          解得:,則彈簧的彈性勢(shì)能為
          (3)B到D機(jī)械能守恒,則
          D點(diǎn)軌道對(duì)物塊的支持力
          解得:,則物體經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)合力
          考點(diǎn):豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件;機(jī)械能能守恒和動(dòng)能定理

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          有一個(gè)固定的光滑直桿,該直桿與水平面的夾角為53°,桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m=2 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))。

          (1)如圖甲所示,滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放,下滑了位移x="1" m后到達(dá)P點(diǎn),求滑塊此時(shí)的速率。
          (2)如果用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩將滑塊m與另一個(gè)質(zhì)量為M="2.7" kg的物塊通過(guò)光滑的定滑輪相連接,細(xì)繩因懸掛M而繃緊,此時(shí)滑輪左側(cè)繩恰好水平,其長(zhǎng)度L=m(如圖乙所示)。再次將滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放,求滑塊滑至P點(diǎn)的速度大小。(整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中M不會(huì)觸地,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          (16分)滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)陸地上的“沖浪運(yùn)動(dòng)”,具有很強(qiáng)的觀賞性與趣味性。下坡式滑行軌道可H簡(jiǎn)化為如下模型:如圖所示,abcdf為同一豎直平面內(nèi)的滑行軌道,其中ab、df兩段均為傾角=37o的斜直粗糙軌道,bc為一段半徑為R=5m的光滑圓弧,圓弧與ab相切于磊點(diǎn),圓弧圓心O在c點(diǎn)的正上方。已知ab之間高度差H1=5rn,cd之間高度差H2=2.25m,運(yùn)動(dòng)員連同滑板的總質(zhì)量m=60kg。運(yùn)動(dòng)員從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑后從C點(diǎn)水平飛出,落在軌道上的e點(diǎn),經(jīng)短暫的緩沖動(dòng)作后沿斜面方向下滑。de之間的高度差H3="9" m,運(yùn)動(dòng)員連同滑板可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,取g =10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8 。求:
          (1)運(yùn)動(dòng)員剛運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)的速度大。
          (2)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)剛運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
          (3)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)在由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)過(guò)程中阻力對(duì)它做的功。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          帶電量為Q,質(zhì)量為m的原子核由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后從中心進(jìn)入一個(gè)平行板電容器,進(jìn)入時(shí)速度和電容器中的場(chǎng)強(qiáng)方向垂直。已知:電容器的極板長(zhǎng)為L(zhǎng),極板間距為d,兩極板的電壓為U2,重力不計(jì),求:
          (1)經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)后的速度;
          (2)離開(kāi)電容器電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)量。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          (16分)如圖所示,薄平板A長(zhǎng)L=1m,質(zhì)量為kg,放在水平地面上,在A上最右端處放一個(gè)質(zhì)量kg的小物體B,已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù),A、B兩物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,最初系統(tǒng)靜止,F(xiàn)在對(duì)板A右端施一大小為F=36N的水平恒力作用并開(kāi)始計(jì)時(shí),則:(取m/s2

          (1)A、B兩物體分離時(shí)F的功率P;
          (2)在t=5s時(shí)B與平板A左端的距離x;
          (3)在t=5s內(nèi)平板A克服摩擦力做的功W。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          (14分)如圖所示,質(zhì)量m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放,滑到粗糙的水平臺(tái)上,滑行距離L后,以v =" 1" m/s的速度從邊緣O點(diǎn)水平拋出,擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的P點(diǎn).以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,擋板形狀滿足方程 (單位:m),小物塊質(zhì)量m =" 0.4" kg,坡面高度h =" 0.4" m,小物塊從坡面上滑下時(shí)克服摩擦力做功1 J,小物塊與平臺(tái)表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.1,g =" 10" m/s2.求

          (1)小物塊在水平臺(tái)上滑行的距離L ;
          (2)P點(diǎn)的坐標(biāo).

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          如圖,半徑R=0.4m的圓盤(pán)水平放置,繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ,轉(zhuǎn)軸和水平軌道交于O′點(diǎn)。一質(zhì)量m=1kg的小車(可視為質(zhì)點(diǎn)),在F=4N的水平恒力作用下,從O′左側(cè)x0=2m處由靜止開(kāi)始沿軌道向右運(yùn)動(dòng),力作用一段距離后撤去,當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到O′點(diǎn)時(shí),從小車上自由釋放一小球,此時(shí)圓盤(pán)半徑OA與x軸重合。規(guī)定經(jīng)過(guò)O點(diǎn)水平向右為x軸正方向。小車與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2。

          (1)若小球剛好落到A點(diǎn),求小車運(yùn)動(dòng)到O′點(diǎn)的速度;
          (2)為使小球剛好落在A點(diǎn),圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)為多大?
          (3)為使小球能落到圓盤(pán)上,求水平拉力F作用的距離范圍。

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          (11分)如圖甲,在水平地面上固定一傾角為θ的光滑斜面,一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端,彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m的滑塊從距離彈簧上端為s0處由靜止釋放,設(shè)滑塊與彈簧接觸過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失,彈簧始終處在彈性限度內(nèi)(不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g)。

          (1)求滑塊與彈簧上端接觸瞬間的動(dòng)能;
          (2)若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中最大速度大小為vm,求此時(shí)彈簧所具有的彈性勢(shì)能;
          (3)從滑塊靜止釋放瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí),請(qǐng)?jiān)谝覉D中定性畫(huà)出滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中速度與時(shí)間的關(guān)系圖象。圖中橫坐標(biāo)軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時(shí)刻,縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時(shí)刻的速度大小,vm是題中所指的物理量。(本問(wèn)不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

          如圖所示,在豎直平面內(nèi)有半徑為R="0.2" m的光滑1/4圓弧AB,圓弧B處的切線水平,O點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方,B點(diǎn)高度為h="0.8" m。在B端接一長(zhǎng)為L(zhǎng)="1.0" m的木板MN。一質(zhì)量為m="1.0" kg的滑塊,與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,滑塊以某一速度從N點(diǎn)滑到板上,恰好運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)。 (g取10 m/s2)求:

          (1)滑塊從N點(diǎn)滑到板上時(shí)初速度的速度大;
          (2)從A點(diǎn)滑回到圓弧的B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力;
          (3)若將木板右端截去長(zhǎng)為ΔL的一段,滑塊從A端靜止釋放后,將滑離木板落在水平面上P點(diǎn)處,要使落地點(diǎn)P距O點(diǎn)最遠(yuǎn),ΔL應(yīng)為多少?

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