【題目】如圖，半徑R=0.4m的部分光滑圓軌道與水平面相切于B點(diǎn)，且固定于豎直平面內(nèi)。在水平面上距B點(diǎn)s=5m處的A點(diǎn)放一質(zhì)量m=3kg的小物塊，小物塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為。小物塊在與水平面夾角θ=37o斜向上的拉力F的作用下由靜止向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)撤去F，小物塊沿圓軌道上滑，且能到圓軌道最高點(diǎn)C。（g取10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）求：

（1）小物塊在B點(diǎn)的最小速度vB大小；

（2）在（1）情況下小物塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小；

（3）為使小物塊能沿水平面運(yùn)動(dòng)并通過(guò)圓軌道C點(diǎn)，則拉力F的大小范圍。

【答案】(1) (2) (3) (或)

【解析】本題考查圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與牛頓運(yùn)動(dòng)定律。

(1) 小物塊恰能到圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)，物塊與軌道間無(wú)彈力。設(shè)最高點(diǎn)物塊速度為vC，則，解得：

物塊從B到C運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，所以其機(jī)械能守恒： 解得：

(2) 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，解得

(3)小物塊能沿水平面運(yùn)動(dòng)并通過(guò)圓軌道C點(diǎn)，有兩種臨界情況：

①在F的作用下，小物塊剛好過(guò)C點(diǎn)：物塊在水平面上做勻加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)物塊在水平面上受力分析如圖：

則

聯(lián)立解得：

②在F的作用下，小物塊受水平地面的支持力恰好為零

，解得：

綜上可知，拉力F的范圍為： (或)

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：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L的導(dǎo)體棒電阻為R，初始時(shí)靜止于光滑的水平軌道上，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì);勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與軌道平面成θ角斜向上方，開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)，則（ ）

A. 導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)

B. 開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為

C. 開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為

D. 開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如下圖所示,一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一質(zhì)量m=1kg的小物體與圓盤始終保持相對(duì)靜止。物體與盤面間的動(dòng)摩擦因?yàn)?/span> (設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30°，g取。

（1）若，求小物體通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),所受摩擦力的大小和方向；

（2）圓盤始終保持相對(duì)靜止,求的最大值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）將固定有斜槽的木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，實(shí)驗(yàn)前要檢查木板是否水平，這是為了______________．

（2）在記錄小球軌跡的白紙上，記錄了豎直向下的y軸方向和水平x軸方向以及軌跡上三個(gè)點(diǎn)A、B、C的位置，如圖所示．測(cè)量A、B和B、C間水平距離，豎直方向的距離，．由此可以計(jì)算出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小=_________．小球通過(guò)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度的大小vB=__________．（取）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，重為G 的體操運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行體操比賽時(shí)，有兩手臂對(duì)稱支撐、豎直倒立靜止的比賽動(dòng)作，設(shè)兩臂夾角為θ，則（ ）

A. 當(dāng)θ=60°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手所受地面的支持力大小為

B. 當(dāng)θ=120°時(shí)，運(yùn)動(dòng)員單手所受地面的支持力大小為G

C. 當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的合力不同

D. 當(dāng)θ不同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員與地面之間的相互作用力不相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，水平方向有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁場(chǎng)高度為l，一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線框位于磁場(chǎng)上方豎直平面內(nèi)，其上、下兩邊與磁場(chǎng)邊界平行，其下邊距磁場(chǎng)上邊界的高度為h。線框由靜止開始下落，下落過(guò)程中空氣阻力可忽略不計(jì)。

（1）若線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，求高度h；

（2）設(shè)（1）中計(jì)算的結(jié)果為h0，分別就h<h0和h>h0兩種情況分析、討論線框下落全過(guò)程的速度、加速度變化情況。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一真空示波管的示意圖，電子從燈絲K發(fā)出（初速度可忽略不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速，從A板中心孔沿中心線KO射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中（偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），電子進(jìn)入M、N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)．已知M、N兩板間的電壓為U2，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力．

（1）求電子穿過(guò)A板時(shí)速度的大�。�

（2）求電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（7分）“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器于2013年12月2日凌晨在西昌發(fā)射中心發(fā)射成功。“嫦娥三號(hào)”經(jīng)過(guò)幾次成功變軌以后，探測(cè)器狀態(tài)極其良好，成功進(jìn)入繞月軌道。12月14日21時(shí)11分，“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在月球表面預(yù)選著陸區(qū)域成功著陸，標(biāo)志我國(guó)已成為世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)地外天體軟著陸的國(guó)家。 設(shè)“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器環(huán)繞月球的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng),它距月球表面的高度為h,已知月球表面的重力加速度為g、月球半徑為R,引力常量為G,則

（1）探測(cè)器繞月球運(yùn)動(dòng)的向心加速度為多大；

（2）探測(cè)器繞月球運(yùn)動(dòng)的周期為多大。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)小組想要探究電磁剎車的效果，在遙控小車底面安裝寬為L、長(zhǎng)為2.5L的N匝矩形線框abcd，總電阻為R，面積可認(rèn)為與小車底面相同，其平面與水平地面平行，小車總質(zhì)量為m.如圖所示是簡(jiǎn)化的俯視圖，小車在磁場(chǎng)外以恒定的功率做直線運(yùn)動(dòng)，受到地面阻力恒為f，進(jìn)入磁場(chǎng)前已達(dá)到最大速度v，車頭(ab邊)剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)立即撤去牽引力，車尾(cd邊)剛出磁場(chǎng)時(shí)速度恰好為零．已知有界磁場(chǎng)寬度為2.5L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下．求：

（1）進(jìn)入磁場(chǎng)前小車所受牽引力的功率P；

（2）車頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流的大小I；

（3）電磁剎車過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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