【題目】如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)。水平桌面右側(cè)有一豎直放置的圓弧軌道MNP，其形狀為半徑R=1.0 m的圓環(huán)剪去了左上角 120°的圓弧，MN為其豎直直徑，P點(diǎn)到桌面的豎直距離是h=2.4 m。用質(zhì)量m=0.4 kg的小物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放彈簧后物塊沿粗糙水平桌面運(yùn)動(dòng)，從D飛離桌面后恰好由P點(diǎn)沿切線落入圓弧軌道。（不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2）求：

（1）小物塊飛離D點(diǎn)時(shí)速度vD的大小；

（2）若圓弧軌道MNP光滑，小物塊經(jīng)過圓弧軌道最低點(diǎn)N時(shí)對圓弧軌道的壓力FN的大�。�

（3）若小物塊m剛好能達(dá)到圓弧軌道最高點(diǎn) M，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中其克服摩擦力做的功為8J，則開始被壓縮的彈簧的彈性勢能Ep至少為多少焦耳？

【答案】（1）4 m/s（2）33.6 N（3）6.4J

【解析】

（1）物塊離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，

豎直方向： = 2gh

代入數(shù)據(jù)解得：vy= 4m/s .

設(shè)物塊進(jìn)人圓弧軌道時(shí)的速度方向與水平方向夾角為，由幾何知識可得:=60°，

tan =

代入數(shù)據(jù)解得：vD =4 m/s

（2）物塊由P到N過程，由機(jī)械能守恒定律得：

.

在N點(diǎn)，支持力與重力的合力提供同心力：FN- mg = m.

由牛頓第三定律可知代人數(shù)據(jù)解得，物塊對圓弧軌道的壓力：FN= 33.6 N。

（3）物塊恰好到達(dá)M點(diǎn)，在M點(diǎn)重力提供向心力，由牛頓第二定律得：mg = m，

在整個(gè)過程中，由能量守恒定律得：Ep= Wf+-mg（h-1.5R）

代人數(shù)據(jù)解得:Ep= 6.4J。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某課題小組通過實(shí)驗(yàn)測量河水的電阻率．現(xiàn)備有一根均勻的長玻璃管(兩端各有一個(gè)圓形電極，可裝入樣品水，接觸電阻不計(jì))、電壓表(量程12 V，內(nèi)阻約10 kΩ)、電流表(量程100 μA，內(nèi)阻約50 Ω)、滑動(dòng)變阻器(10 Ω，1 A)、電池組(電動(dòng)勢E＝12 V，內(nèi)阻不計(jì))、開關(guān)、導(dǎo)線若干、直尺、待測的水樣品．如圖甲是他們用伏安法多次測量并計(jì)算出對應(yīng)的水柱長度L與水柱電阻R描點(diǎn)畫出的圖象；實(shí)驗(yàn)中還用10分度的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖乙所示．

請回答下面的問題：

(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為________cm；

(2)請?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出測量水柱電阻的電路圖______；

(3)所測水的電阻率為________Ω·m.(保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g�，F(xiàn)對A施加一水平拉力F，則（ ）

A. 當(dāng)F＜2μmg時(shí)，A、B都相對地面靜止

B. 當(dāng)F＝時(shí)，A的加速度為

C. 當(dāng)F＞3μmg時(shí)，A相對B滑動(dòng)

D. 無論F為何值，B的加速度不會(huì)超過

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，在光滑的水平地面上，質(zhì)量為M=3．0kg的長木板A的左端，疊放著一個(gè)質(zhì)量為m=1．0kg的小物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)），處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．30．在木板A的左端正上方，用長為R=0．8m的不可伸長的輕繩將質(zhì)量為m=1．0kg的小球C懸于固定點(diǎn)O點(diǎn)．現(xiàn)將小球C拉至與O等高的位置且使輕繩拉直，由靜止釋放到達(dá)O點(diǎn)的正下方時(shí)，小球C與B發(fā)生彈性正碰，空氣阻力不計(jì)，取g=10m/s2．求：

（1）C與B碰撞后B的速度是多少？

（2）木板長度L至少為多大時(shí)，小物塊才不會(huì)滑出木板？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平圓盤上沿半徑方向放置用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)物塊 （可視為質(zhì)點(diǎn)）.A和B距軸心O的距離分別為rA=R，rB=2R，且A、B與轉(zhuǎn)盤之間的最大靜摩擦力都是fm，兩物塊A和B隨著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終與圓盤保持相對靜止。則在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度從0緩慢增大的過程中，下列說法正確的是

A.B所受合力外力一直等于A所受合外力

B.A受到的摩擦力一直指向圓心

C.B受到的摩擦力先增大后減小

D.A、B兩物塊與圓盤保持相對靜止的最大角速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】嫦娥四號探測器成功發(fā)射，開啟了我國月球探測的新旅程，探測器經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移、近月 制動(dòng)、環(huán)月飛行，最終實(shí)現(xiàn)了人類首次月球背面軟著陸.如圖為探測器繞月球的運(yùn)行軌道示意圖，其中軌道I為圓形軌道，軌道II為橢圓軌道.下列關(guān)于探測器的說法中正確的是

A.在軌道I、軌道II上通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等

B.在軌道I通過P點(diǎn)的加速度比在軌道II通過P點(diǎn)的加速度大

C.在軌道II上從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中動(dòng)能變大

D.在軌道II上從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中的機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m =0.5kg的電動(dòng)玩具車，從傾角為=30°的長直軌道底端，由靜止開始沿軌道向上運(yùn)動(dòng)，4s末功率達(dá)到最大值，之后保持該功率不變繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，其中AB段為曲線，其他部分為直線.已知玩具車運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦阻力恒為自身重力的0.3倍，空氣阻力不計(jì).取重力加速度g=10m/s2.

（1）求玩具車運(yùn)動(dòng)過程中的最大功率P；

（2）求玩具車在4s末時(shí)（圖中A點(diǎn)）的速度大小v1；

（3）若玩具車在12s末剛好到達(dá)軌道的頂端，求軌道長度L.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是彈簧槍發(fā)射鋼珠前，測量彈簧的彈性勢能的裝置，M為半徑R＝1.6m、固定于豎直平面內(nèi)的光滑半圓弧軌道，A、B分別是軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn);N為鋼珠接收罩，它是一個(gè)與軌道的最低點(diǎn)A相平的水平很大的接收罩。在A放置水平向左的彈簧槍（槍的水平長度遠(yuǎn)小于M的半徑），可向M軌道發(fā)射速度不同的質(zhì)量均為m＝0.01kg的小鋼珠，彈簧槍可將彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動(dòng)能。取g＝10m/s2。

（1）某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過B點(diǎn)，水平飛出后落到N的某一點(diǎn)上；求該次發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能；

（2）另一次發(fā)射的小鋼珠沿軌道從B點(diǎn)水平飛出后落到N上的位置與A點(diǎn)水平距離為s＝4.8m，求該次發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示的演示實(shí)驗(yàn)中，A、B兩球同時(shí)落地，說明__________，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)斜滑道固定在同一豎直面內(nèi)，最下端水平，把兩個(gè)質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的同一高度由靜止同時(shí)釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則他將觀察到的現(xiàn)象是__________，這說明____________。

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