如下圖是阿毛同學(xué)的漫畫中出現(xiàn)的裝置，描述了一個(gè)“吃貨”用來做“糖炒栗子”的“萌”事兒：將板栗在地面小平臺(tái)上以一定的初速經(jīng)兩個(gè)四分之一圓弧銜接而成的軌道，從最高點(diǎn)P飛出進(jìn)入炒鍋內(nèi)，利用來回運(yùn)動(dòng)使其均勻受熱。我們用質(zhì)量為m的小滑塊代替栗子，借這套裝置來研究一些物理問題。設(shè)大小兩個(gè)四分之一圓弧半徑為2R和R，小平臺(tái)和圓弧均光滑。將過鍋底的縱截面看作是兩個(gè)斜面AB、CD和一段光滑圓弧組成。斜面動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，而且不隨溫度變化。兩斜面傾角均為，AB=CD=2R，A、D等高，D端固定一小擋板，碰撞不損失機(jī)械能。滑塊的運(yùn)動(dòng)始終在包括鍋底最低點(diǎn)的豎直平面內(nèi)，重力加速度為g。

（1）如果滑塊恰好能經(jīng)P點(diǎn)飛出，為了使滑塊恰好沿AB斜面進(jìn)入鍋內(nèi)，應(yīng)調(diào)節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點(diǎn)離地高為多少？
（2）接（1）問，求滑塊在鍋內(nèi)斜面上走過的總路程。
（3）對(duì)滑塊的不同初速度，求其通過最高點(diǎn)P和小圓弧最低點(diǎn)Q時(shí)受壓力之差的最小值。

）（1）；（2）（3）9mg

解析試題分析：（1）在P點(diǎn)                  （2分）
到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度方向要沿著AB，        （2分）
所以AD離地高度為                     （2分）
（2）進(jìn)入A點(diǎn)滑塊的速度為               （1分） 
假設(shè)經(jīng)過一個(gè)來回能夠回到A點(diǎn)，設(shè)回來時(shí)動(dòng)能為，
    所以滑塊不會(huì)滑到A而飛出。    （1分）
根據(jù)動(dòng)能定理                   （2分）
得滑塊在鍋內(nèi)斜面上走過得總路程                    （1分）
（3）設(shè)初速度、最高點(diǎn)速度分別為、
由牛二定律，在Q點(diǎn)                  （1分）
在P點(diǎn)               （1分）
所以              （1分）
由機(jī)械能守恒                 （2分）
得為定值                   （1分）
帶入的最小值得壓力差的最小值為9mg                  （1分）
考點(diǎn)：圓周運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、牛頓第二定律、機(jī)械能守恒

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的長(zhǎng)木板靜止在光滑的水平面上，并與半徑為的光滑圓弧形固定軌道接觸（但不粘連），木板的右端到豎直墻的距離為s；另一質(zhì)量為2m的小滑塊從軌道的最高點(diǎn)由靜止開始下滑，從圓弧的最低點(diǎn)A滑上木板。設(shè)長(zhǎng)木板每次與豎直墻的碰撞時(shí)間極短且無機(jī)械能損失。已知滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。試求：

（1）滑塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度大小以及物體對(duì)軌道的壓力大小；
（2）若滑塊不會(huì)滑離長(zhǎng)木板，試討論長(zhǎng)木板與墻第一次碰撞前的速度與s的關(guān)系；
（3）若s足夠大，為了使滑塊不滑離長(zhǎng)木板，板長(zhǎng)L應(yīng)滿足什么條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為的光滑斜面固定在水平面上，水平虛線L下方有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．正方形閉合金屬線框邊長(zhǎng)為h，質(zhì)量為m，電阻為R，放置于L上方一定距離處，保持線框底邊ab與L平行并由靜止釋放，當(dāng)ab邊到達(dá)L時(shí)，線框速度為. ab邊到達(dá)L下方距離d處時(shí)，線框速度也為，以下說法正確的是

A. ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電流方向?yàn)閍→b
B．a(chǎn)b邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框加速度沿斜面向下
C．線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中的最小速度小于
D．線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的熱量為mgdsin

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在y軸左側(cè)放置一加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)構(gòu)成的發(fā)射裝置，C、D兩板的中心線處于y=8cm的直線上；右側(cè)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=T、方向垂直xoy平面向里，在x軸上方11cm處放置一個(gè)與x軸平行的光屏。已知A、B兩板間電壓UAB＝100V, C、D兩板間電壓 UCD="300V," 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板長(zhǎng)L=4cm，兩板間距離d="6cm," 磁場(chǎng)圓心坐標(biāo)為（6，0）、半徑R＝3cm。現(xiàn)有帶正電的某種粒子從A極板附近由靜止開始經(jīng)電場(chǎng)加速，穿過B板沿C、D兩板間中心線y = 8cm進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，由y軸上某點(diǎn)射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在屏上。帶電粒子比荷=106c/kg，不計(jì)帶電粒子的重力。求：

（1）該粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度大小和方向；
（2）該粒子打在屏上的位置坐標(biāo)；
（3）若將發(fā)射裝置整體向下移動(dòng)，試判斷粒子能否垂直打到屏上？若不能，請(qǐng)簡(jiǎn)要說明理
由。若能，請(qǐng)計(jì)算該粒子垂直打在屏上的位置坐標(biāo)和發(fā)射裝置移動(dòng)的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，空間存在一范圍足夠大的垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，讓質(zhì)量為m、電量為q（q>0）的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到該磁場(chǎng)中。不計(jì)粒子重力和粒子間的影響。

(1)若粒子以初速度v1沿y軸正向入射，恰好能經(jīng)過x軸上的A(a，0)點(diǎn)，求v1的大�。�
(2)已知某一粒子的初速度大小為v（v>v1），為使該粒子仍能經(jīng)過A(a，0)點(diǎn)，其入射角θ（粒子初速度與x軸正向的夾角）有幾個(gè)，并求出對(duì)應(yīng)的sinθ值；
(3)如圖乙所示，若在此空間再加入沿y軸正向、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一粒子從O點(diǎn)以初速v0沿y軸正向發(fā)射。研究表明：該粒子將在xOy平面內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng)，且在任一時(shí)刻，粒子速度的x分量vx與其所在位置的y坐標(biāo)成正比，比例系數(shù)與場(chǎng)強(qiáng)大小E無關(guān)。求該粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度值vm？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(18分)某校興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置，其簡(jiǎn)化模型如圖所示，在A點(diǎn)用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以水平速度彈射出去，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R=0.1m的光滑豎直圓形軌道，運(yùn)行一周后自B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一陷阱，C、D兩點(diǎn)的豎直高度差h=0.2m，水平距離s=0.6m，水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)1=0.5m，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)2 =1.5m，小滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度g=10m/s2。

（1）若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小；
（2）若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運(yùn)行一周離開圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出。求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小范圍。
（3）若小滑塊是與從光滑斜軌道E點(diǎn)靜止釋放的小球發(fā)生完全非彈性碰撞后，離開A點(diǎn)的（小球質(zhì)量與小滑塊的質(zhì)量相等，且均可視為質(zhì)點(diǎn)，斜軌道與水平地面平滑連接），求當(dāng)滿足（2）中游戲規(guī)則時(shí)，釋放點(diǎn)E與過A水平面的豎直高度H的大小范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

已知地球與火星的質(zhì)量之比是8∶1，半徑之比是 2∶1，在地球表面用一恒力沿水平方向拖一木箱，箱子能獲得10m/s2的加速度。將此箱子送上火星表面，仍用該恒力沿水平方向拖木箱，則木箱產(chǎn)生的加速度為多大？已知木箱與地球和火星表面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，地球表面g = 10m/s2。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)Ｏ以初速度v0射出，粒子恰好經(jīng)過A點(diǎn)，Ｏ、A兩點(diǎn)長(zhǎng)度為 ，連線與坐標(biāo)軸＋y方向的夾角為= 370，不計(jì)粒子的重力。（sin37o=0．6，cos37o=0．8)

（1）若在平行于x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子沿＋y方向從O點(diǎn)射出，恰好經(jīng)過A點(diǎn)；若在平行于y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子沿＋x方向從O點(diǎn)射出，也恰好能經(jīng)過A點(diǎn)，求這兩種情況電場(chǎng)強(qiáng)度的比值
（2）若在y軸左側(cè)空間（第Ⅱ、Ⅲ象限）存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O，沿與y軸成300的方向射入第二象限，恰好經(jīng)過A點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小及方向

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題


如圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的圓弧軌道平滑連接后固定在水平地面上，圓弧軌道B端的切線沿水平方向。質(zhì)量m=1.0kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力F=10.0N的作用下，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x=0.50m時(shí)撤去力F。已知A、B之間的距離x0=1.0m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10，取g=10m/s2。求：

（1）在撤去力F時(shí)，滑塊的速度大��；
（2）滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3）滑塊通過B點(diǎn)后，能沿圓弧軌道上升的最大高度h=0.35m，求滑塊沿圓弧軌道上升過程中克服摩擦力做的功。

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同步練習(xí)冊(cè)答案