(12分)如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道ABCD由水平軌道AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與圓弧CD在C點(diǎn)相切，軌道固定在水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道的A端以初動(dòng)能E沖上水平軌道AB，沿著軌道運(yùn)動(dòng)，由DC弧滑下后停在水平軌道AB的中點(diǎn)。已知水平軌道AB長為L。求：

（1）小物塊與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)。
（2）為了保證小物塊不從軌道的D端離開軌道，圓弧軌道的半徑R至少是多大？
（3）若圓弧軌道的半徑R取第（2）問計(jì)算出的最小值，增大小物塊的初動(dòng)能，使得小物塊沖上軌道后可以達(dá)到最大高度是1.5R處，試求物塊的初動(dòng)能并分析物塊能否停在水平軌道上。如果能，將停在何處？如果不能，將以多大速度離開水平軌道？
（1）（2）（3）距A點(diǎn)處

試題分析：（1）小物塊從沖上水平軌道AB到最終停在AB的中點(diǎn)，在這個(gè)過程中，
由動(dòng)能定理得    
得
（2）若小物塊剛好到達(dá)D處，速度為零則小物塊不會(huì)從軌道的D端離開軌道，此過程根據(jù)動(dòng)能定理有
解得CD圓弧半徑至少為
（3）設(shè)物塊以初動(dòng)能E′沖上軌道，可以達(dá)到的最大高度是1.5R，由動(dòng)能定理得
解得
物塊滑回C點(diǎn)時(shí)有動(dòng)能定理
物塊滑回C點(diǎn)的動(dòng)能為
由于，故物塊將停在軌道上。
設(shè)到A點(diǎn)的距離為x，有解得
即物塊最終停在水平滑道AB上，距A點(diǎn)處。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向間的夾角θ＝37°，另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)。C點(diǎn)右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點(diǎn)靜止放置一木板，木板質(zhì)量M＝1kg，上表面與C點(diǎn)等高。質(zhì)量為m＝1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以v0＝1.2m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線方向進(jìn)入軌道。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g＝10m/s2。求：

（1）物塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度vC；
（2）若木板足夠長，物塊在木板上相對滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量Q。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，水平勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E，一個(gè)帶電小球質(zhì)量為m，輕質(zhì)的絕緣細(xì)線長為L，靜止時(shí)小球位于A點(diǎn)，細(xì)線與豎直方向成30°角， 求：

（1）小球帶何種電荷？電荷量多少？（5分）
（2）現(xiàn)將小球拉回到豎直方向（圖中B點(diǎn)），后由靜止釋放，小球通過A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小是多少？（5分）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，光滑水平路面上，有一質(zhì)量為m1=5kg的無動(dòng)力小車以勻速率v0=2m/s向前行駛，小車由輕繩與另一質(zhì)量為m2=25kg的車廂連結(jié)，車廂右端有一質(zhì)量為m3=20kg的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），物體與車廂的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，開始物體靜止在車廂上，繩子是松馳的．求：

①當(dāng)小車、車廂、物體以共同速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體相對車廂的位移（設(shè)物體不會(huì)從車廂上滑下）；
②從繩拉緊到小車、車廂、物體具有共同速度所需時(shí)間．（取g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，木塊的質(zhì)量m =" 2" kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 0.2，木塊在拉力F=10N作用下，在水平地面上從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)5.2m后撤去外力F。已知力F與水平方向的夾角θ= 37°，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g 取 10 m/s2。求：

（1）撤去外力前，木塊受到的摩擦力大小；
（2）剛撤去外力時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）撤去外力后，木塊還能滑行的距離為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，有一傾角為θ=370的硬桿，其上套一底端固定且勁度系數(shù)為k=120N/m的輕彈簧，彈簧與桿間無摩擦。一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小球套在此硬桿上，從P點(diǎn)由靜止開始滑下，已知小球與硬桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ=0.5，P與彈簧自由端Q間的距離為L＝1m。彈簧的彈性勢能與其形變量x的關(guān)系為。求：

（1）木塊從開始下滑到與彈簧自由端相碰所經(jīng)歷的時(shí)間t；
（2）木塊運(yùn)動(dòng)過程中達(dá)到的最大速度υm；
（3）若使木塊在P點(diǎn)以初速度υ0下滑后又恰好回到P點(diǎn)，則υ0需多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(9分)如圖所示，用同樣材料制成的一個(gè)軌道，AB段為1/4圓弧，半徑為R=2m，水平放置的BC段長度也為R，一小物塊質(zhì)量為m=1Kg，與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為µ=0.2，當(dāng)它從軌道頂端A由靜止下滑時(shí)，恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，求物體在AB段克服摩擦力所做的功。（取g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在豎直向上的勻強(qiáng)電場中，有一絕緣輕質(zhì)彈簧豎直固定于水平地面上，上面放一帶
正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止�，F(xiàn)撤去F，使小球沿豎直方向運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)，在小球由靜止到剛離開彈簧的過程中，重力、電場力、彈力對小球所做功的數(shù)值分別為J、J、J，則上述過程中
A．小球的機(jī)械能增加J
B．小球的電勢能增加J
C．小球離開彈簧瞬間的動(dòng)能為J
D．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直平面內(nèi)的3/4圓弧形光滑軌道，軌道半徑為R，A端與圓心等高，AD為水平面，B點(diǎn)在圓心的正下方，一小球m自A點(diǎn)正上方由靜止釋放，自由下落至A點(diǎn)進(jìn)入軌道，小球巧好能夠通過最高點(diǎn)C，求：

（1）小球到B點(diǎn)時(shí)的速度vB；
（2）釋放點(diǎn)距A的豎直高度h；
（3）落點(diǎn)D與A的水平距離s。

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同步練習(xí)冊答案