如圖所示，半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直放置，A與圓心O等高，B為軌道的最低點(diǎn)，該圓弧軌道與一粗糙直軌道CD相切于C，OC與OB的夾角為53°。一質(zhì)量為m的小滑塊從P點(diǎn)靜止開(kāi)始下滑，PC間距離為R，滑塊在CD上所受滑動(dòng)摩擦力為重力的0.3倍。（sin53°，cos53°=0.6）求：

（1）滑塊從P點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能減少多少？
（2）滑塊第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；
（3）為保證滑塊不從A處滑出，PC之間的最大距離是多少？

（1）1.2mgR；（2）2.8mg；（3）1.2R

解析試題分析:（1）設(shè)PC間的垂直高度為h
由幾何關(guān)系得h1=Rsin53°=0.8R，CB間的豎直高度h2=R-Rcos53°=0.4R
∴PB間高度差h=h1+h2=1.2R，所以滑塊從P滑到B減少的重力勢(shì)能為△Ep=mgh=1.2mgR；
（2）對(duì)B點(diǎn)，由牛頓第二定律知
從P到B，由動(dòng)能定理：
聯(lián)立解得   F=2.8mg；
設(shè)PC之間的最大距離為L(zhǎng)時(shí)，滑塊第一次到達(dá)A時(shí)速度為零，則對(duì)整個(gè)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理
mgLsin53°+mgR（1-cos53°）-mgR-0.3mgL=0
代入數(shù)值解得     L=1.2R
考點(diǎn)： 動(dòng)能定理；牛頓第二定律

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

質(zhì)量為10 t的機(jī)車(chē)從停車(chē)場(chǎng)出發(fā)，經(jīng)225m后，速度達(dá)到54km/h，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)車(chē)進(jìn)站，機(jī)車(chē)又行駛125m才停在站上。設(shè)運(yùn)動(dòng)阻力不變，求機(jī)車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受到的牽引力。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（11分）如圖所示，水平放置的不帶電的平行金屬板p和b相距h，與圖示電路相連，金屬板厚度不計(jì)，忽略邊緣效應(yīng)。p板上表面光滑，涂有絕緣層，其上O點(diǎn)右側(cè)相距h處有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一條豎直線上，圖示平面為豎直平面。質(zhì)量為m、電荷量為- q（q > 0）的靜止粒子被發(fā)射裝置（圖中未畫(huà)出）從O點(diǎn)發(fā)射，沿P板上表面運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后到達(dá)K孔，不與板碰撞地進(jìn)入兩板之間。粒子視為質(zhì)點(diǎn)，在圖示平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。

（1）求發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功；
（2）電路中的直流電源內(nèi)阻為r，開(kāi)關(guān)S接“1”位置時(shí)，進(jìn)入板間的粒子落在h板上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與過(guò)K孔豎直線的距離為l。此后將開(kāi)關(guān)S接“2”位置，求阻值為R的電阻中的電流強(qiáng)度；
（3）若選用恰當(dāng)直流電源，電路中開(kāi)關(guān)S接“l(fā)”位置，使進(jìn)入板間的粒子受力平衡，此時(shí)在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小合適的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度B只能在0～Bm=范圍內(nèi)選�。沽Ｗ忧『脧腷板的T孔飛出，求粒子飛出時(shí)速度方向與b板板面夾角的所有可能值（可用反三角函數(shù)表示）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)，已知圓弧所在處場(chǎng)強(qiáng)為E0，方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計(jì)。

（1）求圓弧虛線對(duì)應(yīng)的半徑R的大��；
（2）若離子恰好能打在NQ的中點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的值；
（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求離子能最終打在QN上，
求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(18分)某校興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置，其簡(jiǎn)化模型如圖所示，在A點(diǎn)用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以水平速度彈射出去，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R=0.1m的光滑豎直圓形軌道，運(yùn)行一周后自B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一陷阱，C、D兩點(diǎn)的豎直高度差h=0.2m，水平距離s=0.6m，水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)1=0.5m，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)2 =1.5m，小滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度g=10m/s2。

（1）若小滑塊恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大�。�
（2）若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運(yùn)行一周離開(kāi)圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出。求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小范圍。
（3）若小滑塊是與從光滑斜軌道E點(diǎn)靜止釋放的小球發(fā)生完全非彈性碰撞后，離開(kāi)A點(diǎn)的（小球質(zhì)量與小滑塊的質(zhì)量相等，且均可視為質(zhì)點(diǎn)，斜軌道與水平地面平滑連接），求當(dāng)滿足（2）中游戲規(guī)則時(shí)，釋放點(diǎn)E與過(guò)A水平面的豎直高度H的大小范圍。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

我國(guó)首次執(zhí)行載人航天飛行的“神舟”六號(hào)飛船于2005年10月12日在中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，由“長(zhǎng)征—2F”運(yùn)載火箭將飛船送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上.近地點(diǎn)A距地面高度為h1.實(shí)施變軌后，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖所示.在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t，之后返回.已知引力常量為G，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，求：

（1）飛船在預(yù)定圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期為多大？
（2）預(yù)定圓軌道距地面的高度為多大？
（3）飛船在近地點(diǎn)A的加速度為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，半徑為R的光滑圓形軌道在B點(diǎn)與水平軌道AB相切，水平軌道AB在A點(diǎn)與光滑弧形軌道CA相切，軌道CA、AB與圓形軌道都在同一豎直平面內(nèi)．現(xiàn)讓一質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從弧形軌道上高為h處由靜止釋放．設(shè)滑塊與AB軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，AB軌道的長(zhǎng)度為x0．為使滑塊在進(jìn)入圓形軌道后能夠不脫離軌道而運(yùn)動(dòng)，滑塊釋放的高度h應(yīng)滿足什么條件?（假設(shè)B處的缺口不影響滑塊進(jìn)入圓軌道和在圓軌道的上運(yùn)動(dòng)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，一端接有阻值為R=4Ω的電阻，處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌跨放質(zhì)量m=0.5kg的金屬直桿，金屬桿的電阻為r=1Ω，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)．金屬桿在垂直桿F=0.5N的水平恒力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R上的電功率是P=4W.

⑴求通過(guò)電阻R的電流的大小和方向；
⑵求金屬桿的速度大�。�
⑶某時(shí)刻撤去拉力，當(dāng)電阻R上的電功率為時(shí)，金屬桿的加速度大小、方向.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB是長(zhǎng)為R的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)．在外力作用下，一小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤除外力．已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C，重力加速度大小為g.求：

(1)小球在AB段運(yùn)動(dòng)的加速度的大�。�
(2)小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間．

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