【題目】如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，其中ABC為光滑半圓形軌道，半徑為R，CD為水平粗糙軌道，小滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)，一質(zhì)量為m的小滑塊（可視為質(zhì)點）從圓軌道中點B由靜止釋放，滑至D點恰好靜止，CD間距為4R。已知重力加速度為g。

(1)小滑塊到達C點時，圓軌道對小滑塊的支持力大��；

(2)現(xiàn)使小滑塊在D點獲得一初動能，使它向左運動沖上圓軌道，恰好能通過最高點A，求小滑塊在D點獲得的初動能。

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)小滑塊在光滑半圓軌道上運動只有重力做功，故機械能守恒；設(shè)小滑塊到達C點時的速度為vC，根據(jù)機械能守恒定律得

mgR＝mvC2

設(shè)小滑塊到達C點時圓軌道對它的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律得

FN＝3mg

根據(jù)牛頓第三定律，小滑塊到達C點時，對圓軌道壓力的大小N=FN=3mg；
(2)根據(jù)題意，小滑塊恰好能通過圓軌道的最高點A，設(shè)小滑塊到達A點時的速度為vA，此時重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得

小滑塊從D到A的過程中只有重力、摩擦力做功，根據(jù)動能定理得

解得

EkD＝3.5mgR

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖甲所示的裝置來探究功和動能變化的關(guān)系。木板上固定兩個完全相同的遮光條A、B，用不可伸長的細線將木板通過兩個滑輪與彈簧測力計C相連，木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道D上，軌道放在水平桌面上，P為小桶（內(nèi)有沙子），滑輪質(zhì)量、摩擦不計，重力加速度為g。

（1）實驗中軌道應(yīng)傾斜一定角度，對此下列說法正確的是_____。

A．為了釋放木板后，木板在細線拉動下能勻速下滑

B．為了增大木板下滑的加速度，提高實驗精度

C．盡量保證細線拉力對木板做的功等于木板所受合力對木板做的功

D．使木板在未施加拉力時能勻速下滑

（2）實驗主要步驟如下：

①測量木板、遮光條的總質(zhì)量M，測量兩遮光條間的距離L，遮光條的寬度d=_______mm(如圖乙所示）

按甲圖正確安裝器材。

②將木板左端與軌道左端對齊，靜止釋放木板，木板在細線拉動下運動，記錄彈簧測力計示數(shù)F及遮光條B、A先后經(jīng)過光電門的時間t1、t2．則遮光條B、A通過光電門的過程中木板動能的變化量△Ek＝_____，合外力對木板做功W＝_____，（均用字母M、t1、t2、d、L、F表示）。

③在小桶中增加沙子，重復②的操作。

④比較W、△Ek的大小，得出實驗結(jié)論。

（3）若在本實驗中軌道水平放置，其它條件和實驗步驟不變，假設(shè)木板與軌道之間的動摩擦因數(shù)為μ．測得多組F、t1、t2的數(shù)據(jù)，并得到F與的關(guān)系圖象如圖丙所示。已知圖象在縱軸上的截距為b，直線的斜率為k，求解μ＝_____（用字母b、d、L、k、g表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，同一豎直面內(nèi)的正方形導線框a、b的邊長均為l，電阻均為R，質(zhì)量分別為3m和m。它們分別系在一跨過兩個定滑輪的絕緣輕繩兩端，在兩導線框之間有一寬度為2l、磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直豎直面的勻強磁場區(qū)域�，F(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當線框b開始進入磁場時，a、b兩個線框開始做勻速運動，當線框b剛好完全進入磁場時，線框a剛好開始進入磁場。不計摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。求：

(1)系統(tǒng)由靜止釋放時，線框b上邊到磁場下邊界的距離；

(2)從開始到兩線框全部穿過磁場的過程中，共產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在絕熱圓柱形汽缸中用光滑絕熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在汽缸底部開有一小孔，與U形水銀管相連，外界大氣壓為P0=75cmHg，缸內(nèi)氣體溫度t0=27℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為△h=1.5cm，此時活塞離容器底部的高度為L=50cm（U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計）．已知柱形容器橫截面S=0.01m2，取75cmHg壓強為1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2．

（i）求活塞的質(zhì)量；

（ii）若容器內(nèi)氣體溫度緩慢降至-3℃，求此時U形管兩側(cè)水銀面的高度差△h′和活塞離容器底部的高度L′．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，在處的質(zhì)元的振動圖線如圖1所示，在處的質(zhì)元的振動圖線如圖2所示。下列說法正確的是（　　）

A.該波的周期為12s

B.處的質(zhì)元在平衡位置向上振動時，處的質(zhì)元在波峰

C.在內(nèi)處和處的質(zhì)元通過的路程均為6cm

D.該波的波長不可能為8m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，滑塊以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到達最高點后又返回到出發(fā)點．則能大致反映整個運動過程中，滑塊的加速度a、速度v隨時間t，重力對滑塊所做的功W、動能Ek與位移x關(guān)系的是（取初始位置為坐標原點、初速度方向為正方向）

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，飛鏢A、B從同一位置水平擲出，打在鏢盤上時與豎直鏢盤的夾角分別為60°和30°。不計空氣阻力，下列說法中正確的是

A. 飛鏢A擲出的初速度比B的小

B. 飛鏢A、B在空中飛行的時間相等

C. 飛鏢A、B打在鏢盤上時的速度大小相等

D. 飛鏢A、B在空中飛行時間之比為1:3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C是水平面同一直線上的三點，其中，在A點正上方的O點以初速度水平拋出一小球，剛好落在B點，小球運動的軌跡與的連線交于D點，不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法不正確的是（　　）

A.小球從O到D點的水平位移是從O到B點水平位移的

B.小球經(jīng)過D點與落在B點時重力瞬時功率的比為

C.小球從O點到D點與從D點到B點兩段過程中重力做功的比為

D.小球經(jīng)過D點時速度與水平方向夾角的正切值是落到B點時速度與水平方向夾角的正切值的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，虛線MN、M′N′為一勻強磁場區(qū)域的左右邊界，磁場寬度為L，方向豎直向下。邊長為l的正方形閉合金屬線框abcd，以初速度v0沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動，經(jīng)過一段時間線框通過了磁場區(qū)域。已知l<L，甲、乙兩位同學對該過程進行了分析，當線框的ab邊與MN重合時記為t=0，分別定性畫出了線框所受安培力F隨時間t變化的圖線，如圖2、圖3所示，圖中S1、S2、S3和S4是圖線與t軸圍成的面積。關(guān)于兩圖線的判斷以及S1、S2、S3和S4應(yīng)具有的大小關(guān)系，下列說法正確的是

A．圖2正確，且S1>S2B．圖2正確，且S1=S2

C．圖3正確，且S3>S4D．圖3正確，且S3=S4

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