（15分）如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個(gè)光滑半圓軌道組成的S形軌道.光滑半圓軌道半徑為R，兩個(gè)光滑半圓軌道連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過(guò)，CD之間距離可忽略.粗糙弧形軌道最高點(diǎn)A與水平面上B點(diǎn)之間的高度為h.從A點(diǎn)靜止釋放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，小球沿S形軌道運(yùn)動(dòng)后從E點(diǎn)水平飛出，落到水平地面上，落點(diǎn)到與E點(diǎn)在同一豎直線(xiàn)上B點(diǎn)的距離為.已知小球質(zhì)量m，不計(jì)空氣阻力，求：

(1)小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大��；
(2)小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
(3)小球從A至E運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦阻力做的功.

（1） （2），方向豎直向下 （3）

解析試題分析：(1)小球從E點(diǎn)水平飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小為，
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：        （2分）
          （2分）
聯(lián)立解得：       （1分）
(2)小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律：（2分）
解得：  
在B點(diǎn)，由牛頓第二定律：       （2分）
解得：       （1分）
由牛頓第三定律知小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為，方向豎直向下. （1分）
(3)設(shè)小球沿S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功為,由動(dòng)能定理：
       （2分）
得：        （2分）
考點(diǎn)：本題考查了平拋運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、牛頓第二定律、牛頓第三定律。

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：計(jì)算題

（15分）如圖所示，ABDO是固定在豎直平面內(nèi)的軌道，AB是一光滑弧形軌道，OA處于水平位置，BDO是半徑為的粗糙半圓軌道，AB和BDO相切于B點(diǎn)．質(zhì)量為的小球P（可視作質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)的正上方距OA所在水平面高處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道運(yùn)動(dòng)恰好通過(guò)O點(diǎn)．已知重力加速度為。求：

（1）小球進(jìn)入BDO軌道時(shí)對(duì)B點(diǎn)的壓力；
（2）球經(jīng)過(guò)BDO軌道克服摩擦力做功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，A、B、C是半徑R=5m的圓筒上一圓的三點(diǎn)，O為其圓心，AC垂直O(jiān)B。在圓O平面加一場(chǎng)強(qiáng)E=2.5×103V/m、水平向右、寬度與直徑相同的勻強(qiáng)電場(chǎng)�，F(xiàn)通過(guò)圓筒上唯一的小孔A沿AC直徑射入速率為v的一帶電粒子S，粒子質(zhì)量m=2.5×10-7kg、電量q=1.0×10-7C，粒子S恰好能沿曲線(xiàn)直接運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)（不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用），求：

(1)粒子S的速率v為多大；
(2)若粒子S與筒壁的碰撞是彈性的（粒子S沿半徑方向的分速度碰撞后反向、速度大小不變；垂直半徑方向的分速度碰撞后不變），則粒子S在圓筒中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間是多少。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(14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的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(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(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。

（1）求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間t1
（2）若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm過(guò)程中彈簧的彈力所做的功W
（3）從滑塊靜止釋放瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫(huà)出滑塊在沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中速度與時(shí)間關(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(shí)刻，縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時(shí)刻的速度大小，vm是題中所指的物理量。（本問(wèn)不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN，其電阻不計(jì)，間距d=0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩金屬棒L1、L2平行地?cái)R在導(dǎo)軌上，其電阻均為r＝0.1Ω，質(zhì)量分別為M1=0.3kg和M2＝0.5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。試求：

(1) 當(dāng)電壓表讀數(shù)為U=0.2V時(shí)，棒L2的加速度為多大；
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，一質(zhì)量為m＝0.5 kg的小滑塊，在F＝4 N水平拉力的作用下，從水平面上的A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，滑行x＝1.75 m后由B處滑上傾角為37°的光滑斜面，滑上斜面后拉力的大小保持不變，方向變?yōu)檠匦泵嫦蛏�，滑�?dòng)一段時(shí)間后撤去拉力。已知小滑塊沿斜面上滑到的最遠(yuǎn)點(diǎn)C距B點(diǎn)為L(zhǎng)＝2 m，小滑塊最后恰好停在A處。不計(jì)B處能量損失，g取10 m/s2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。試求：

(1)小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
(2)小滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力作用的距離x0；
(3)小滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力作用的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖殲-15艦載機(jī)成功著陸“遼寧號(hào)”航母，設(shè)殲-15飛機(jī)總質(zhì)量m=2.0×104kg，g=10m/s2。若殲-15飛機(jī)以V0=50m/s的水平速度著陸甲板所受其它水平阻力（包括空氣和摩擦阻力）恒為f=105N.

（1）飛機(jī)著艦后，若僅受水平阻力作用，航母甲板L至少多長(zhǎng)才能保證飛機(jī)不滑到海里？
（2）在阻攔索的作用下，飛機(jī)勻減速滑行50m停下，求阻攔索的作用力F大小和飛機(jī)對(duì)飛行員的作用力是飛行員自重的多少倍？(計(jì)算結(jié)果可保留根號(hào))
（3）“遼寧號(hào)”航母飛行甲板水平，但前端上翹，水平部分與上翹部分平滑連接，連接處D點(diǎn)可看作圓弧上的一點(diǎn)，圓弧半徑為R=100m，飛機(jī)起飛時(shí)速度大容易升空，但也并非越大越好。已知飛機(jī)起落架能承受的最大作用力為飛機(jī)自重的11倍，求飛機(jī)安全起飛經(jīng)過(guò)圓弧處D點(diǎn)的最大速度？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，細(xì)繩一端系著質(zhì)量M=0.6kg的物體，靜止在水平面，另一端通過(guò)光滑小孔吊著質(zhì)量m=0.3kg的物體，M的中點(diǎn)與圓孔距離為0.2m，并知M和水平面的最大靜摩擦力因數(shù)為μ=，現(xiàn)使此平面繞中心軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)角速度w在什么范圍m會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)？(g取10m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，質(zhì)量為m的小球自由下落d后，沿豎直面內(nèi)的固定軌道ABC運(yùn)動(dòng)，AB是半徑為d的四分之一粗糙圓弧，BC是直徑為d的光滑半圓弧，B是軌道的最低點(diǎn)，小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力恰為零。求小球在AB圓弧上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服摩擦力做了多少功？

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