【題目】如圖所示，一足夠長的水平軌道ADC由粗糙部分AD和光滑部分DC組成，粗糙部分的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，半徑為R=1m的光滑豎直半圓軌道CE與水平軌道相切。一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊以初速度v0從D點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)沖上半圓軌道，小物塊至最高點(diǎn)E時(shí)，其對(duì)軌道的壓力25N，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）小物塊在最高點(diǎn)時(shí)受到的向心力大�。�

（2）小物塊的初速度v0；

（3）改變小物塊在水平面AC運(yùn)動(dòng)的初始位置，若要使小物塊能通過半圓軌道最高點(diǎn)，則小物塊初始位置與D點(diǎn)的距離x必須滿足什么條件？

【答案】（1）小物塊在最高點(diǎn)時(shí)受到的向心力大小是30N；（2）小物塊的初速度是10m/s；（3）小物塊初始位置與D點(diǎn)的距離x必須滿足x≤5m。

【解析】

（1）小物塊在最高點(diǎn)時(shí)受重力和軌道對(duì)小球的彈力N，由牛頓第三定律知軌道對(duì)小球的彈力N=25N，所以向心力為F=mg+N=30N

（2）設(shè)在最高點(diǎn)的速度為v1，由牛頓第二定律得：mg+N=m

從D到最高點(diǎn)的過程由動(dòng)能定理得：-mg2R=-

聯(lián)立解得：v0=10m/s

（3）設(shè)物塊通過半圓軌道最高點(diǎn)為v，由牛頓第二定律得：m≥mg，即v≥

從釋放點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程由動(dòng)能定理得：-μmgx-mg2R=-

聯(lián)立解得：x≤5m

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】如圖所示，真空中有一均勻介質(zhì)球，一束復(fù)色光平行于BOC從介質(zhì)球的A點(diǎn)折射進(jìn)入介質(zhì)球內(nèi)，進(jìn)入介質(zhì)球后分成光束I、Ⅱ，其中光束Ⅰ恰好射到C點(diǎn)，光束Ⅱ射到D點(diǎn)，∠AOB＝60°，則(　　)

A. 介質(zhì)球?qū)馐?/span>Ⅱ的折射率大于

B. 同時(shí)進(jìn)入介質(zhì)球的光束Ⅱ比光束Ⅰ先射出介質(zhì)球

C. 當(dāng)入射角大于某一特定角度時(shí)，從A點(diǎn)射進(jìn)介質(zhì)球的光束Ⅱ不會(huì)發(fā)生全反射

D. 用光束Ⅰ和光束Ⅱ分別射向同一雙縫干涉裝置，光束Ⅱ的條紋間距比光束Ⅰ大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，設(shè)圖示磁場方向?yàn)檎�，磁感�?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示．邊長為l、電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中，磁場方向垂直于線框平面，此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則下列說法正確的是(　　)

A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度

B. 線框中感應(yīng)電流為

C. 線框cd邊的發(fā)熱功率為P

D. a端電勢高于b端電勢

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，以O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，等邊三角形OMN內(nèi)部存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，三角形外側(cè)有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場�，F(xiàn)有一質(zhì)量m=1×10－18kg，電荷量q=+1×10－15C的帶電微粒從坐標(biāo)為(0，－0.5m)的Q點(diǎn)，以某一初速度v0沿某一方向入射，從x軸上的P點(diǎn)以v=200m/s的速度垂直x軸進(jìn)入三角形區(qū)域。同時(shí)，將電場換成垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(如圖乙所示)，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。已知三角形的邊長L=4m，O、P兩點(diǎn)間距離為d=1m，重力不計(jì)。求：

(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小及帶電微粒的初速度大�。�

(2)若兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.2T，求該微粒在乙圖中運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的時(shí)間；

(3)乙圖中若微粒能再次回到P點(diǎn)，則兩勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】位于A、B處的兩個(gè)帶不等量負(fù)電荷的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)的電勢分布如圖所示，圖中實(shí)線表示等勢線，下列說法中正確的是

A. 正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn)，靜電力做負(fù)功

B. a點(diǎn)和b點(diǎn)的電勢不相同

C. 負(fù)電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做正功，電勢能減少

D. 正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn)，電場力不做功，電勢能不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一電子在電場中由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的軌跡如圖中虛線所示，圖中平行實(shí)線是等勢面則下列說法中正確的是　　

A. a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)低

B. 電子在a點(diǎn)的加速度方向向右

C. 電子從a點(diǎn)到b點(diǎn)動(dòng)能減小

D. 電子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電勢能減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】邊長為L、電阻為R的N匝正方形線圈，以速度v勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場。線圈運(yùn)動(dòng)方向與磁場邊界成θ角，如圖所示。當(dāng)線圈中心經(jīng)過磁場邊界時(shí)，穿過線圈的磁通量Φ＝_____：線圈所受安培力F＝_____。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將一小球豎直向上拋出，小球在第3內(nèi)的位移是零，再過2.5s小球落至地面，則拋出時(shí)小球的速度大小為______m/s，拋出點(diǎn)距地面的高度為______m．（不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2）

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