【題目】2019年6月29日首個(gè)江南文化特色的無錫融創(chuàng)樂園隆重開園。其中有一座飛翼過山車，它是目前世界最高（最高處60米）、速度最快（最高時(shí)速可達(dá)120公里）、軌道最復(fù)雜的過山車。過山車運(yùn)行時(shí)可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客不會(huì)掉下來．我們把這種情形抽象為如圖乙所示的模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接，使質(zhì)量為m的小球從弧形軌道上端滾下，小球從圓軌道下端進(jìn)入后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)．如果已知圓軌道的半徑為R，重力加速度為g，不考慮阻力．求：

（1）若小球從高為h的A處由靜止釋放，求小球到達(dá)圓軌道底端時(shí)對(duì)軌道的壓力；

（2）若要使小球運(yùn)動(dòng)過程中能通過圓弧最高點(diǎn)且不脫離軌道，試求小球由靜止釋放時(shí)的高度應(yīng)滿足的條件．

【答案】（1），方向豎直向下 （2）h ≥

【解析】

（1）小球從高為h處由靜止釋放，到達(dá)最低點(diǎn)速度為v，此過程由動(dòng)能定理：

mgh =mv2 ①

小球到達(dá)圓軌道底端時(shí)軌道對(duì)小球的彈力為N，由牛頓第二定律：

②

聯(lián)立①②式可解得

根據(jù)牛頓第三定律小球到達(dá)圓軌道底端時(shí)對(duì)軌道的壓力為

方向豎直向下。

（2）小球在最高點(diǎn)不脫離軌道，由牛頓第二定律：

③

小球從高h處到圓軌道最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：

mg（h2R）= ④

聯(lián)立③④式可解得

h ≥

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：

【題目】如圖，在坐標(biāo)系xOy的第二象限存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里；第三象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)；第四象限的某圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為第二象限磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的4倍。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q（q>0）的粒子以速率v自y軸的A點(diǎn)斜射入磁場(chǎng)，經(jīng)x軸上的C點(diǎn)以沿y軸負(fù)方向的速度進(jìn)入電場(chǎng)，然后從y軸負(fù)半軸上的D點(diǎn)射出，最后粒子以沿著y軸正方向的速度經(jīng)過x軸上的Q點(diǎn)。已知OA=，OC=d，OD=，OQ=4d，不計(jì)粒子重力。

（1）求第二象限磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與第三象限電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

（2）求粒子由A至D過程所用的時(shí)間；

（3）試求第四象限圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程①、②、③、④到達(dá)狀態(tài)e。對(duì)此氣體，下列說法正確的是（　�。�

A. 過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小

B. 過程②中氣體對(duì)外界做正功

C. 過程④中氣體從外界吸收了熱量

D. 狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等

E. 狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一種研究高能粒子在不同位置對(duì)撞的裝置。在關(guān)于y軸對(duì)稱間距為2d的MN、PQ邊界之間存在兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中K（K在x軸上方）下方I區(qū)域磁場(chǎng)垂直紙面向外，JK上方Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)垂直紙面向里，其磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B．直線加速器1與直線加速器2關(guān)于O點(diǎn)軸對(duì)稱，其中心軸在位于x軸上，且末端剛好與MN、PQ的邊界對(duì)齊；質(zhì)量為m、電荷量為e的正、負(fù)電子通過直線加速器加速后同時(shí)以相同速率垂直MN、PQ邊界進(jìn)入磁場(chǎng)。為實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子在Ⅱ區(qū)域的y軸上實(shí)現(xiàn)對(duì)心碰撞（速度方向剛好相反），根據(jù)入射速度的變化，可調(diào)節(jié)邊界與x軸之間的距離h，不計(jì)粒子間的相互作用，不計(jì)正、負(fù)電子的重力，求：

（1）哪個(gè)直線加速器加速的是正電子；

（2）正、負(fù)電子同時(shí)以相同速度ν1進(jìn)入磁場(chǎng)，僅經(jīng)過邊界一次，然后在Ⅱ區(qū)域發(fā)生對(duì)心碰撞，試通過計(jì)算求出v1的最小值。

（3）正、負(fù)電子同時(shí)以v2速度進(jìn)入磁場(chǎng)，求正、負(fù)電子在Ⅱ區(qū)域y軸上發(fā)生對(duì)心碰撞的位置離O點(diǎn)的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)菱形的導(dǎo)體線框沿著自己的對(duì)角線勻速運(yùn)動(dòng)，穿過具有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知對(duì)角線AC的長(zhǎng)度為磁場(chǎng)寬度的兩倍且與磁場(chǎng)邊界垂直．下面對(duì)于線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象(電流以ABCD順序流向?yàn)檎较颍瑥?/span>C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí))正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，R0為熱敏電阻（溫度升高電阻迅速減�。�，D為理想二極管（正向電阻為0，反向電阻無窮大），C為平行板電容器．當(dāng)開關(guān)K閉合，滑動(dòng)變阻器R的觸頭P在適當(dāng)位置時(shí)，電容器C中央有一帶電液滴剛好靜止．M點(diǎn)接地，則下列說法正確的是（ ）

A.開關(guān)K斷開，則電容器兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度為零

B.將熱敏電阻R0加熱，則帶電液滴向上運(yùn)動(dòng)

C.滑動(dòng)變阻器R的觸頭P向下移動(dòng)，則帶電液滴在C處電勢(shì)能減小

D.滑動(dòng)變阻器R的觸頭P向上移動(dòng)，則帶電液滴在C處電勢(shì)能增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】以下說法中正確的是

A.如甲圖是a粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)顯微鏡在A，B，C，D中的A位置時(shí)熒光屏上接收到的a粒子數(shù)最多

B.如乙圖是氫原子的能級(jí)示意圖，氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=l能級(jí)時(shí)吸收了一定頻率的光子能量

C.如丙圖是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖，當(dāng)光照射鋅板時(shí)驗(yàn)電器的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則此時(shí)驗(yàn)電器的金屬桿帶的是負(fù)電荷

D.如丁圖是愛因斯坦在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了量子理論，描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，與導(dǎo)軌等寬的導(dǎo)體棒ab放在水平的導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為2㎏，導(dǎo)軌的寬度L=0.5m，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)導(dǎo)體棒中通過5A的電流時(shí)，ab剛好向右做勻速運(yùn)動(dòng)。求：

(1) 導(dǎo)體棒受到的安培力有多大？

(2) 導(dǎo)體棒受到的摩擦力有多大？

(3) 若導(dǎo)體棒中通過的電流為10A時(shí)，導(dǎo)體棒獲得的加速度多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，間距為L的平行且足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌由兩部分組成：傾斜部分與水平部分平滑相連，傾角為θ，在傾斜導(dǎo)軌頂端連接一阻值為r的定值電阻.質(zhì)量為m、電阻也為r的金屬桿MN垂直導(dǎo)軌跨放在導(dǎo)軌上，在傾斜導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在水平導(dǎo)軌區(qū)域加另一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).閉合開關(guān)S，讓金屬桿MN從圖示位置由靜止釋放，已知金屬桿運(yùn)動(dòng)到水平導(dǎo)軌前，已達(dá)到最大速度，不計(jì)導(dǎo)軌電阻且金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為g.求：

(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速率vm；

(2)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，速度未達(dá)到最大速度vm前，當(dāng)流經(jīng)定值電阻的電流從零增大到I0的過程中，通過定值電阻的電荷量為q，求這段時(shí)間內(nèi)在定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)金屬桿MN在水平導(dǎo)軌上滑行的最大距離xm.

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