【題目】如圖所示,兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)管道ABC豎直放置,且固定在光滑水平面上,圓心連線O1O2水平。輕彈簧左端固定在豎直擋板上,右端與質(zhì)量為m的小球接觸（不拴接,小球的直徑略小于管的內(nèi)徑）,長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距離為R。開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài),具有的彈性勢(shì)能為3mgR,其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定,小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道,最后從C點(diǎn)拋出。

（1）求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能和小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力。

（2）討論彈簧鎖定時(shí)彈性勢(shì)能滿足什么條件,從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE。

【答案】（1）mgR；mg，方向向下；（2）

【解析】

試題分析：（1）解除彈簧鎖定后小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程，彈簧和小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒，

由機(jī)械能守恒定律得：3mgR=2mgR+Ek，解得：Ek=mgR；

小球過(guò)C時(shí)的動(dòng)能：Ek＝mv2，

設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的作用力為F，

由牛頓第二定律得：，

解得：F=mg，方向向下；

（2）小球離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，

豎直方向：2R＝gt2，

水平方向：x1=v1t，

若要小球擊中薄板，應(yīng)滿足：R≤x1≤2R，

彈簧的彈性勢(shì)能：EP=2mgR+mv12，

彈性勢(shì)能EP滿足：時(shí)，小球才能擊中薄板；

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：

【題目】炮彈在空中高速飛行時(shí)能擊中目標(biāo)，這時(shí)利用了炮彈的能，彎折的竹子具有能 ， 三峽大壩抬高了水位可以用來(lái)發(fā)電，這時(shí)利用了水的能 ．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，質(zhì)量為m1的長(zhǎng)木板放在水平地面上，與地面間的動(dòng)摩擦因素為μ1，質(zhì)量為m2的木塊放在木板上，與木板間的動(dòng)摩擦因素為μ2，加水平拉力F拉木塊，木塊沿木板運(yùn)動(dòng)，而木板保持靜止．這時(shí)木板受地面間的摩擦力大小為（ ）

A. μ2m2g B. μ1m1g C. F D. μ1(m1+m2)g

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長(zhǎng)L=0．2m的正方形線圈abcd，其匝數(shù)n=l0，總電阻r=2Ω，外電路的電阻R=8Ω，ab邊的中點(diǎn)和cd邊的中點(diǎn)的連線OO′ 恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，若線圈從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，以角速度ω=2rad/s繞OO′ 軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。則以下判斷中正確的是

A. 在s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B. 閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為E=0．8sin2t

C. 從t=0時(shí)到s時(shí)刻，通過(guò)電阻R的電量q=0．02C

D. 從t=0時(shí)到s時(shí)刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和氣墊導(dǎo)軌做“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)；氣墊導(dǎo)軌裝置如圖（a）所示，所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、彈射架等組成。在空腔導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通人壓縮空氣，壓縮空氣會(huì)從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖（b）所示，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差。

滑塊1右端安有撞針，滑塊2左端粘有橡皮泥。

（1）下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：

①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

③把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器越過(guò)彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動(dòng)時(shí)，紙帶始終在水平方向；

④滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；

⑥先 ，然后 ，讓滑塊1帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，與滑塊2相撞并合在一起共同運(yùn)動(dòng)；

⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如下圖所示：

⑧測(cè)得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量為310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g；試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容。

（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0．02 s打一個(gè)點(diǎn)，計(jì)算可知，兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為 kg·m／s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為 kg·m／s（保留三位有效數(shù)字）。

（3）試說(shuō)明（2）問(wèn)中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是 。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩塊帶異號(hào)電荷的平行金屬板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，一電子以v0＝4×106 m/s的速度垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向沿中心線由O點(diǎn)射入電場(chǎng)，從電場(chǎng)右側(cè)邊緣C點(diǎn)飛出時(shí)的速度方向與v0方向成30°的夾角．已知電子電荷量e＝1．6×10－19 C，電子質(zhì)量m＝0．91×10－30 kg．（電子重力忽略不計(jì)）

求：

（1）電子在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能是多少焦耳?（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）O、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小是多少伏特? （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】為紀(jì)念中國(guó)航天事業(yè)的成就，發(fā)揚(yáng)航天精神，自2016年起，將每年的4月24日設(shè)立為“中國(guó)航天日”．在46年前的這一天，中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功．若該衛(wèi)星運(yùn)行軌道與地面的最近距離為h1，最遠(yuǎn)距離為h2．已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，引力常量為G，根據(jù)以上信息不可求出的物理量有（ ）

A. 地球的質(zhì)量

B. 月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

C. 中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期

D. 月球表面的重力加速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個(gè)質(zhì)量為m（m＜M）的小球從槽高h(yuǎn)處開(kāi)始自由下滑，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球和槽的水平方向動(dòng)量始終守恒

B．在下滑過(guò)程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功

C．全過(guò)程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，且水平方向動(dòng)量守恒

D．被彈簧反彈后，小球和槽的機(jī)械能守恒，但小球不能回到槽高h(yuǎn)處

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，如圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W，當(dāng)用2條、3條……，完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致。每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。

(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、刻度尺和___________________。

(2)木板傾斜的目的是為了__________________________________。

(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說(shuō)法正確的是（____）

A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)

B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處

(4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的__________________部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)上面所示的紙帶回答，填入相應(yīng)段的字母)。

(5)若W－v2圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜的直線，則說(shuō)明___________________。

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