（12分）如圖所示，粗糙水平軌道AB與豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道BDC在B處平滑連接，B、C分別為半圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，D為半圓軌道的最右端。一個質(zhì)量m的小物體P被一根細(xì)線拴住放在水平軌道上，細(xì)線的左端固定在豎直墻壁上。在墻壁和P之間夾一根被壓縮的輕彈簧，此時P到B點(diǎn)的距離為x0。物體P與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，半圓軌道半徑為R�，F(xiàn)將細(xì)線剪斷，P被彈簧向右彈出后滑上半圓軌道，恰好能通過C點(diǎn)。試求：

（1）物體經(jīng)過B點(diǎn)時的速度的大��？
（2）細(xì)線未剪斷時彈簧的彈性勢能的大小？
（3）物體經(jīng)過D點(diǎn)時合力的大��？

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）由于小球恰好能通過最高點(diǎn)C，則
B到C機(jī)械能守恒，則
解得：
（2）P到B過程彈力、摩擦力做功，動能定理：
解得：，則彈簧的彈性勢能為
（3）B到D機(jī)械能守恒，則
D點(diǎn)軌道對物塊的支持力
解得：，則物體經(jīng)過D點(diǎn)時合力
考點(diǎn)：豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動過最高點(diǎn)的臨界條件；機(jī)械能能守恒和動能定理

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

有一個固定的光滑直桿，該直桿與水平面的夾角為53°，桿上套著一個質(zhì)量為m＝2 kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）。

（1）如圖甲所示，滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放，下滑了位移x="1" m后到達(dá)P點(diǎn)，求滑塊此時的速率。
（2）如果用不可伸長的細(xì)繩將滑塊m與另一個質(zhì)量為M="2.7" kg的物塊通過光滑的定滑輪相連接，細(xì)繩因懸掛M而繃緊，此時滑輪左側(cè)繩恰好水平，其長度L=m（如圖乙所示）。再次將滑塊從O點(diǎn)由靜止釋放，求滑塊滑至P點(diǎn)的速度大小。（整個運(yùn)動過程中M不會觸地，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，g取10 m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）滑板運(yùn)動是一項陸地上的“沖浪運(yùn)動”，具有很強(qiáng)的觀賞性與趣味性。下坡式滑行軌道可H簡化為如下模型：如圖所示，abcdf為同一豎直平面內(nèi)的滑行軌道，其中ab、df兩段均為傾角=37o的斜直粗糙軌道，bc為一段半徑為R=5m的光滑圓弧，圓弧與ab相切于磊點(diǎn)，圓弧圓心O在c點(diǎn)的正上方。已知ab之間高度差H1=5rn，cd之間高度差H2=2．25m，運(yùn)動員連同滑板的總質(zhì)量m=60kg。運(yùn)動員從a點(diǎn)由靜止開始下滑后從C點(diǎn)水平飛出，落在軌道上的e點(diǎn)，經(jīng)短暫的緩沖動作后沿斜面方向下滑。de之間的高度差H3="9" m，運(yùn)動員連同滑板可視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，取g =10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8 。求：
（1）運(yùn)動員剛運(yùn)動到c點(diǎn)時的速度大��；
（2）運(yùn)動員（連同滑板）剛運(yùn)動到c點(diǎn)時對軌道的壓力；
（3）運(yùn)動員（連同滑板）在由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)過程中阻力對它做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

帶電量為Q，質(zhì)量為m的原子核由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后從中心進(jìn)入一個平行板電容器，進(jìn)入時速度和電容器中的場強(qiáng)方向垂直。已知：電容器的極板長為L，極板間距為d，兩極板的電壓為U2，重力不計，求：
（1）經(jīng)過加速電場后的速度；
（2）離開電容器電場時的偏轉(zhuǎn)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，薄平板A長L=1m，質(zhì)量為kg，放在水平地面上，在A上最右端處放一個質(zhì)量kg的小物體B，已知A與B之間的動摩擦因數(shù)，A、B兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)均為，最初系統(tǒng)靜止。現(xiàn)在對板A右端施一大小為F=36N的水平恒力作用并開始計時，則：（取m/s2）

（1）A、B兩物體分離時F的功率P；
（2）在t=5s時B與平板A左端的距離x；
（3）在t=5s內(nèi)平板A克服摩擦力做的功W。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(14分)如圖所示，質(zhì)量m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放，滑到粗糙的水平臺上，滑行距離L后，以v =" 1" m/s的速度從邊緣O點(diǎn)水平拋出，擊中平臺右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)．以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程 （單位：m），小物塊質(zhì)量m =" 0.4" kg，坡面高度h =" 0.4" m，小物塊從坡面上滑下時克服摩擦力做功1 J，小物塊與平臺表面間的動摩擦因數(shù)μ = 0.1，g =" 10" m/s2．求

（1）小物塊在水平臺上滑行的距離L ；
（2）P點(diǎn)的坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，半徑R=0.4m的圓盤水平放置，繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ，轉(zhuǎn)軸和水平軌道交于O′點(diǎn)。一質(zhì)量m=1kg的小車（可視為質(zhì)點(diǎn)），在F=4N的水平恒力作用下，從O′左側(cè)x0=2m處由靜止開始沿軌道向右運(yùn)動，力作用一段距離后撤去，當(dāng)小車運(yùn)動到O′點(diǎn)時，從小車上自由釋放一小球，此時圓盤半徑OA與x軸重合。規(guī)定經(jīng)過O點(diǎn)水平向右為x軸正方向。小車與軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2。

（1）若小球剛好落到A點(diǎn)，求小車運(yùn)動到O′點(diǎn)的速度；
（2）為使小球剛好落在A點(diǎn)，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)為多大？
（3）為使小球能落到圓盤上，求水平拉力F作用的距離范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（11分）如圖甲，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑斜面，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，彈簧處于自然狀態(tài)。一質(zhì)量為m的滑塊從距離彈簧上端為s0處由靜止釋放，設(shè)滑塊與彈簧接觸過程中沒有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)（不計空氣阻力，重力加速度大小為g）。

（1）求滑塊與彈簧上端接觸瞬間的動能；
（2）若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動的整個過程中最大速度大小為vm，求此時彈簧所具有的彈性勢能；
（3）從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在乙圖中定性畫出滑塊在沿斜面向下運(yùn)動的整個過程中速度與時間的關(guān)系圖象。圖中橫坐標(biāo)軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時刻，縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時刻的速度大小，vm是題中所指的物理量。（本問不要求寫出計算過程）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)有半徑為R="0.2" m的光滑1/4圓弧AB，圓弧B處的切線水平，O點(diǎn)在B點(diǎn)的正下方，B點(diǎn)高度為h="0.8" m。在B端接一長為L="1.0" m的木板MN。一質(zhì)量為m="1.0" kg的滑塊，與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，滑塊以某一速度從N點(diǎn)滑到板上，恰好運(yùn)動到A點(diǎn)。 (g取10 m/s2)求：

(1)滑塊從N點(diǎn)滑到板上時初速度的速度大��；
(2)從A點(diǎn)滑回到圓弧的B點(diǎn)時對圓弧的壓力；
(3)若將木板右端截去長為ΔL的一段，滑塊從A端靜止釋放后，將滑離木板落在水平面上P點(diǎn)處，要使落地點(diǎn)P距O點(diǎn)最遠(yuǎn)，ΔL應(yīng)為多少？

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同步練習(xí)冊答案