如圖，在高h1=30m的光滑水平平臺上，質(zhì)量m1=1kg的小物塊以1水平速度v1與質(zhì)量m2=2kg的靜止小物塊2正碰，碰后合為一個小物塊3；小物塊3做平拋運動，恰從光滑圓弧形軌道BC的B點的切線方向進入圓弧形軌道，B點的高度h2=15m，圓弧軌道的圓O與平臺等高，軌道最低點C的切線水平，并與地面上長為L=70m的水平粗糙軌道CD平滑連接；小物塊3沿軌道BCD運動與右邊墻壁發(fā)生碰撞。g=10m/s2。求：

（1）小物塊1的水平速度v1的大小？（5分）

（2）若小物塊3與墻壁只發(fā)生一次碰撞，碰后速度等大反向，沒有沖出B點，最后停在軌道CD上的某點p（p點沒畫出）。設(shè)小物塊3與軌道CD之間的動磨擦因數(shù)為μ，求μ的取值范圍。（7分）

 

【答案】

略

【解析】解：(1)由于h1＝30m，h2＝15m，所以∠BOC＝60º。

設(shè)小物塊3的水平速度是v3，從A運動到B的時間為t，則

    ……………………………………………（1分）

     …………………………………………… （1分）

解得v3＝10m/s

m­1v1＝(m­1＋m­2) v3   ………………………………………… （2分）

解得v1＝30m/s   ……………………………………………（1分）

（2）設(shè)小物塊3在水平軌道上通過的路程為s，設(shè)m＝m­1＋m­2，由能量守恒有

根據(jù)題意，路程的最大值是smax＝3L  …………………… （1分）

路程的最小值是smin＝L             …………………… （1分）

路程的最大時，動摩擦因數(shù)最小，路程的最小時，動摩擦因數(shù)最大，即

………………………………… （2分）

………………………………… （2分）

解得μmax＝，μmin＝

即＜μ＜             ………………………………  1分）

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，物體從高AE=h1=2m、傾角 α=37° 的坡頂由靜止開始下滑，到坡底后又經(jīng)過BC=20m一段水平距離，再沿另一傾角 β=30° 的斜坡向上滑動到D處靜止，DF=h2=1.75m．設(shè)物體與各段表面的動摩擦因數(shù)都相同，且不計物體在轉(zhuǎn)折點B、C處的能量損失，求動摩擦因數(shù)．（取sin 37°=
3
5
，cos 37°=
4
5
）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖1為實驗室中驗證動量守恒實驗裝置示意圖
①因為下落高度相同的平拋小球（不計空氣阻力）的
飛行時間
飛行時間
相同，所以我們在“碰撞中的動量守恒”實驗中可以用
飛行時間
飛行時間
作為時間單位，那么，平拋小球的
水平位移
水平位移
在數(shù)值上等于小球平拋的初速度
②入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的下列說法中，正確的是
C
C

A、釋放點越低，小球受阻力小，入射小球速度小，誤差小
B、釋放點越低，兩球碰后水平位移小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準確
C、釋放點越高，兩球相碰時相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后系統(tǒng)的動量之差越小，誤差越小
D、釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔迷叫。`差越小
③為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是
AC
AC
．（填下列對應(yīng)的字母）
A、直尺     B、游標卡尺       C、天平      D、彈簧秤       E、秒表
④設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，P為碰前入射小球落點的平均位置，則關(guān)系式（用m1、m2及圖中字母表示）
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
成立，即表示碰撞中動量守恒．
⑤在實驗裝置中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用此裝置驗證小球在斜槽上下滑過程中機械能守恒，這時需要測量的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末端的高度差h1；小球從斜槽末端做平拋運動的水平位移s、豎直高度h2，則所需驗證的關(guān)系式為：
s2=4h1h2
s2=4h1h2

（2）一位同學設(shè)計了用打點計時器測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的實驗，實驗裝置如圖2所示：
長木板處于水平，裝砂的小桶（砂量可調(diào)整）通過細線繞過定滑輪與木塊相連接，細線長大于桌面的高度，用手突然推動木塊后，木塊拖動紙帶（圖中未畫出紙帶和打點計時器）沿水平木板運動，小桶與地面接觸之后，木塊在木板上繼續(xù)運動一段距離而停下．在木塊運動起來后，打開電源開關(guān)，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，選出其中的一條紙帶，圖中給出了紙帶上前后兩部記錄的打點的情況．
紙帶上1、2、3、4、5各計數(shù)點到0的距離如下表所示：
紙帶上1-5讀數(shù)點到0點的距離　　　單位：cm
1 2 3 4 5
前一部分 4.8 9.6 14.4 19.2 24.0
后一部分 2.04 4.56 7.56 11.04 15.00
由這條紙帶提供的數(shù)據(jù)，可知
①木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=
0.3
0.3
．
②若紙帶上從第一個點到最后一個點的距離是49.2cm，則紙帶上這兩個點之間應(yīng)有
實際打點數(shù)為30個
實際打點數(shù)為30個
個點．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，物體從高AE=h1=2m、傾角 α=37° 的坡頂由靜止開始下滑，到坡底后又經(jīng)過BC=20m一段水平距離，再沿另一傾角 β=30° 的斜坡向上滑動到D處靜止，DF=h2=1.75m．設(shè)物體與各段表面的動摩擦因數(shù)都相同，且不計物體在轉(zhuǎn)折點B、C處的能量損失，求動摩擦因數(shù)．（取sin 37°=
3
5
，cos 37°=
4
5
）
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科目：高中物理 來源： 題型：

（08年西南師大附中月考）(19分) 跳水是一項優(yōu)美的水上運動，圖甲是2008年北京奧運會跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在跳臺上騰空而起的英姿．其中陳若琳的體重m約為30 kg，身高h約為1.40m，她站在離水面h1=10m高的跳臺上，重心離跳臺面的高度h2約為0.80m，豎直向上躍起后重心升高h3=0.45m達到最高點，入水時身體豎直，當手觸及水面時伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作，如圖乙所示，這時陳若琳的重心離水面的高度h4約為0.80m．設(shè)運動員在入水及在水中下沉過程中受到的水的作用力大小不變．空氣阻力可忽略不計，重力加速度g取10m/s2．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（1）求陳若琳從離開跳臺到手觸及水面的過程中可用于完成一系列動作的時間；

（2）若陳若琳入水后重心下沉到離水面高度h5約2.2m處速度變?yōu)榱悖嚬浪闼畬﹃惾袅盏淖枇Φ拇笮　?/p>

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年河北省邯鄲市館陶一中高一（下）第三次月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示，物體從高AE=h1=2m、傾角 α=37° 的坡頂由靜止開始下滑，到坡底后又經(jīng)過BC=20m一段水平距離，再沿另一傾角 β=30° 的斜坡向上滑動到D處靜止，DF=h2=1.75m．設(shè)物體與各段表面的動摩擦因數(shù)都相同，且不計物體在轉(zhuǎn)折點B、C處的能量損失，求動摩擦因數(shù)．（取sin 37°=，cos 37°=）

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