【題目】如圖所示是“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，固定在豎直平而內(nèi)，軌道由兩個(gè)半徑相等的半圓環(huán)連接而成，圓環(huán)半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，彈射裝置將一小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從點(diǎn)水平射出，經(jīng)點(diǎn)進(jìn)入軌道，從點(diǎn)水平拋出。已知小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其他摩擦不計(jì)，段長(zhǎng)，圓環(huán)的半徑，小物塊的質(zhì)量，軌道總質(zhì)量，重力加速度。

(1)若小物塊的初速度大小，求小物塊從點(diǎn)拋出后的水平射程；

(2)設(shè)小物塊進(jìn)入軌道之前，軌道對(duì)地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)小物塊初速度至少為多少時(shí)，小物塊在軌道中會(huì)出現(xiàn)軌道對(duì)地面的壓力為零的情況？

【答案】(1)(2)5m/s

【解析】

(1)設(shè)小物塊運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大小為，對(duì)小物塊由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程，由動(dòng)能定理有

小物塊離開點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則

聯(lián)立解得

(2)要使小物塊以最小初速度開始運(yùn)動(dòng)，且出現(xiàn)軌道對(duì)地面的壓力為零的情況，則軌道對(duì)地面壓力為零時(shí)小物塊應(yīng)在“S”形軌道中間位置。設(shè)此時(shí)小物塊速度為，根據(jù)牛頓第二定律有

而

根據(jù)動(dòng)能定理有

聯(lián)立解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，將一長(zhǎng)為的氣墊導(dǎo)軌固定在一平臺(tái)上，將一寬度為的遮光條固定在滑塊上，經(jīng)測(cè)量可知遮光條和滑塊的總質(zhì)量為，氣墊導(dǎo)軌的頂端到平臺(tái)的高度為，將一質(zhì)量為的鉤碼通過質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線與滑塊相連，并跨過圖甲中的摩擦不計(jì)的定滑輪；將一光電門固定在氣墊導(dǎo)軌上，光電門到頂端的距離為。將滑塊由氣墊導(dǎo)軌的頂端靜止釋放，滑塊沿氣墊導(dǎo)軌下滑，經(jīng)測(cè)量遮光條的擋光時(shí)間為，重力加速度用表示。請(qǐng)回答下列問題：

(1)上述過程中滑塊和鉤碼的重力勢(shì)能減少了_________________，滑塊和鉤碼的動(dòng)能增加了_________________，如果在誤差允許的范圍內(nèi)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則關(guān)于的表達(dá)式為_________________；

(2)小明進(jìn)行了多次操作，并將每次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中：

1

2

3

4

5

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.48

1.95

2.41

2.92

3.39

建立如圖乙所示的坐標(biāo)系，請(qǐng)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的函數(shù)圖線_________________，并由圖像求出該直線斜率的大小為_________________ 。（保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在傾角為30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面AB的A處連接一粗糙水平面OA，OA長(zhǎng)為4 m。有一質(zhì)量為m的滑塊，從O處由靜止開始受一水平向右的力F作用。F只在水平面上按圖乙所示的規(guī)律變化。滑塊與OA間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25，g取10 m/s2，試求：

(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到A處的速度大��；

(2)不計(jì)滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上斜面AB的長(zhǎng)度是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，在D處沿圖示方向以一定的速度射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．結(jié)果離子正好從距A點(diǎn)為d的小孔C沿垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，此電場(chǎng)方向與AC平行且向上，最后離子打在G處，而G處距A點(diǎn)2d(AG⊥AC)．不計(jì)離子重力，離子運(yùn)動(dòng)軌跡在紙面內(nèi)．求：

（1）此離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r；

（2）離子從D處運(yùn)動(dòng)到G處所需的時(shí)間；

（3）離子到達(dá)G處時(shí)的動(dòng)能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一 靜 止 的 鈾 核 放 出 一 個(gè) α粒 子 衰 變 成 釷 核 ， 衰 變 方 程 為，下列說法正確的是（ ）

A.中含有

B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小

C.衰變后 α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量

D.200 個(gè)鈾核經(jīng)過一個(gè)半衰期后就只剩下 100 個(gè)鈾核

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一小物塊從點(diǎn)以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)后，進(jìn)入半徑的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，小物塊離開圓形軌道后繼續(xù)沿水平直線軌道向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)右側(cè)有一深坑，、兩點(diǎn)間的豎直高度，水平距離，水平軌道長(zhǎng)為，長(zhǎng)為，小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度取。

(1)若小物塊恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小物塊在點(diǎn)的初速度的大小。

(2)若小物塊既能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，又不掉進(jìn)深坑，求小物塊在點(diǎn)的初速度的范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的均勻木塊靜止在光滑水平面上,木塊左右兩側(cè)各有一位持有完全相同步槍和子彈的射擊手。首先左側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d1,然后右側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d2，如圖所示。設(shè)子彈均未射穿木塊,且兩顆子彈與木塊之間的作用大小均相同。當(dāng)兩顆子彈均相對(duì)于木塊靜止時(shí),下列判斷正確的是( )

A. 木塊靜止,d1=d2

B. 木塊靜止,d1<d2

C. 木塊向右運(yùn)動(dòng),d1<d2

D. 木塊向左運(yùn)動(dòng),d1=d2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】當(dāng)前我國(guó)“高鐵”事業(yè)發(fā)展迅猛．假設(shè)一輛高速列車在機(jī)車牽引力和恒定阻力作用下，在水平軌道上由靜止開始啟動(dòng)，其圖象如圖所示，已知在0～t1時(shí)間內(nèi)為過原點(diǎn)的傾斜直線，t1時(shí)刻達(dá)到額定功率P，此后保持功率P不變，在t3時(shí)刻達(dá)到最大速度v3，以后勻速運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是（ ）

A.從0至t3時(shí)間內(nèi)，列車一直勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.t2時(shí)刻的加速度大于t1時(shí)刻的加速度

C.在t3時(shí)刻以后，機(jī)車的牽引力為零

D.該列車所受的恒定阻力大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平光滑軸上用長(zhǎng)的輕繩靜止懸掛一小球，質(zhì)量為，時(shí)刻，對(duì)小球施加一瞬時(shí)水平向右的沖擊后獲得動(dòng)能，小球運(yùn)動(dòng)后，在最低點(diǎn)時(shí)再次給小球施加一與第一次同方向的瞬時(shí)沖擊后獲得動(dòng)能，小球才恰好能到達(dá)最高點(diǎn)。已知小球運(yùn)動(dòng)中繩子始終沒有彎曲。求：

（1）小球受到第二次沖擊后瞬間的速度？

（2）兩次沖擊外力分別對(duì)小球做功的比值的最大值？

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同步練習(xí)冊(cè)答案