【題目】如圖所示，OBAC為傾角θ＝37°的固定斜面，AB部分粗糙，其余部分光滑，輕彈簧一端固定在斜面底端的擋板上，另一端與質(zhì)量m＝1.0 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊P接觸而不拴接，物塊P靜止時(shí)位于A點(diǎn)，AB間距離L＝0.10 m。第一次對P施加一平行于斜面向下的恒力F1＝20 N，當(dāng)P運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)撤去F1，P恰好能到達(dá)斜面頂端C點(diǎn)。第二次對P從相同初位置開始施加一平行于斜面向下的恒力F2＝100 N，當(dāng)P運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)撤去F2。已知運(yùn)動過程中彈簧始終在彈性限度內(nèi)，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。在物塊第二次運(yùn)動過程中。

（1）求P到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度v1；

（2）若將一半徑為R＝2.0 m的光滑圓弧狀拱形軌道在C端與斜面相切連接（圖中未畫出），求P到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力FN；

（3）若撤去圓形軌道，在斜面頂端C點(diǎn)鎖定另一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊Q（圖中未畫出），當(dāng)P運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)，解除物塊Q的鎖定，P、Q發(fā)生彈性正碰，求碰后物塊Q（質(zhì)量未定）所能獲得的最大速度。

【答案】（1）4 m/s（2）6 N（3）8.0 m/s

【解析】(1)設(shè)物塊P從A經(jīng)B到C過程中摩擦力做的功為Wf，重力做的功為WG，初位置彈簧的彈性勢能為EP，根據(jù)動能定理有：F1L＋Wf＋WG＋EP＝0

F2L＋Wf＋WG＋EP＝

解得：v1＝4m/s

(2)設(shè)P到達(dá)圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度為v2，

由機(jī)械能守恒得：

設(shè)P在最高點(diǎn)受軌道的支持力為FN′，由牛頓第二定律得：

由牛頓第三定律得：FN＝－FN′

解得：FN＝6N，方向豎直向下

(3)設(shè)物塊Q的質(zhì)量m0，碰后P、Q的速度大小分別為vP、vQ，

由動量及能量守恒得：mv1＝mvP＋m0vQ

解得：

當(dāng)m遠(yuǎn)大于m0時(shí)，vQ最大，此時(shí)有：vQ＝2v1＝8.0m/s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,AOB為一邊界為圓的勻強(qiáng)磁場,O點(diǎn)為圓心,D點(diǎn)為邊界OB的中點(diǎn),C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn),且CD∥AO�，F(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場（不計(jì)重力及粒子間的相互作用）,其中粒子1從A點(diǎn)正對圓心射入,恰從B點(diǎn)射出,粒子2從C點(diǎn)沿CD射入,從某點(diǎn)離開磁場,則可判斷

A. 粒子2在B、C之間某點(diǎn)射出磁場

B. 粒子2必在B點(diǎn)射出磁場

C. 粒子1與粒子2在磁場中的運(yùn)行時(shí)間之比為3∶2

D. 粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有導(dǎo)航、定位等功能。如圖所示，“北斗”系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星a、b、c繞地心做勻速圓周運(yùn)動，衛(wèi)星c所在的軌道半徑為r，衛(wèi)星a、b所在的軌道半徑為2r，若三顆衛(wèi)星均沿順時(shí)針方向(從上向下看)運(yùn)行，質(zhì)量均為m，衛(wèi)星c所受地球的萬有引力大小為F，引力常量為G，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用。下列判斷中正確的是( )

A. 衛(wèi)星a所受地球的萬有引力大小為

B. 地球質(zhì)量為

C. 如果使衛(wèi)星b加速，它一定能追上衛(wèi)星a

D. 衛(wèi)星b的周期是衛(wèi)星c的兩倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】北京時(shí)間2016年10月17日7時(shí)30分，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，由長征二號FY11運(yùn)載火箭搭載兩名航天員發(fā)射升空。10月19日凌晨，神舟十一號飛船與天宮二號自動交會對接成功。航天員景海鵬和陳冬入住天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室，開始為期30天的太空駐留生活。已知地球半徑為R、表面重力加速度大小為g，神舟十一號飛船做圓周運(yùn)動時(shí)距離地面的高度為h，引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。下列說法正確的是（　�。�

A. 由題給條件可求出神舟十一號飛船的線速度

B. 由題給條件可求出神舟十一號飛船在軌道上運(yùn)動的周期

C. 景海鵬在天宮二號內(nèi)工作時(shí)因受力平衡而在其中靜止

D. 要完成對接，飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為0.5kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，用長的細(xì)線拴住在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，g取10m/s2求：

（1）小球剛好經(jīng)過最高點(diǎn)A時(shí)的速度；

（2）若小球經(jīng)過最高點(diǎn)A時(shí)速度為4m/s，小球?qū)?xì)線的拉力；

（3）若小球經(jīng)過最低點(diǎn)B時(shí)速度為 ，細(xì)線對小球的拉力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】豎直平面內(nèi)固定的光滑圓軌道外側(cè)，一小球以某一水平速度v0從最高點(diǎn)A出發(fā)沿圓軌道運(yùn)動，至B點(diǎn)時(shí)脫離軌道，最終落在水平面上的C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，圓軌道半徑為R,下列說法正確的是（ ）

A. 經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A軌道壓力小于其重力

B. 經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，小球的加速度方向指向圓心

C. 水平速度

D. 若v0越大，小球在A點(diǎn)所受支持力越大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如右圖所示為某靜電場中的某一條電場線，a、b為該電場線上的兩點(diǎn)，則下列判斷中正確的是

A. b點(diǎn)的電場強(qiáng)度可能比a點(diǎn)的電場強(qiáng)度小

B. a點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定等于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度

C. 負(fù)電荷在b點(diǎn)受到的電場力方向向左

D. 正電荷在運(yùn)動中通過a點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動方向一定沿ba方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲乙兩車同時(shí)同向從同一地點(diǎn)出發(fā)，甲車以的初速度，的加速度作勻減速直線運(yùn)動，乙車以的速度，的加速度作勻加速直線運(yùn)動，求

（1）兩車再次相遇前兩車相距最大距離

（2）再次相遇時(shí)兩車運(yùn)動的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L、質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，兩定滑輪間的距離也為L。左斜面上存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上。已知斜面及兩根柔軟輕導(dǎo)線足夠長，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為g。使兩金屬棒水平，從靜止開始下滑。求

(1)金屬棒運(yùn)動的最大速度vm；

(2)當(dāng)金屬棒運(yùn)動的速度為時(shí)，其加速度大小是多少?

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