【題目】如圖所示，光滑半圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓形軌道與光滑的水平地面相切于半圓的端點A，已知軌道半徑為R，一質(zhì)量為m的小球在水平地面上C點受水平向左大小為的恒力由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到A點時撤去恒力F，小球沿豎直半圓形軌道運(yùn)動到軌道最高點B點，重力加速度為g.

(1)若小球恰能運(yùn)動到軌道最高點B，求A、C間的距離L；

(2)若小球運(yùn)動到A點時未撤去恒力F，當(dāng)A、C間的距離L=5R時，求小球沿豎直半圓形軌道運(yùn)動中的最大動能Ekm及此時對軌道的壓力．

【答案】(1) (2) ，方向與豎直方向成θ=37°左偏下

【解析】（1）小球恰能運(yùn)動到軌道最高點時，設(shè)小球到B點速度為v， 解得

從C到B根據(jù)動能定理有FL－2mgR=mv2－0

其中，

解得

所以A、C間的距離

（2）設(shè)小球沿豎直半圓形軌道運(yùn)動至小球與軌道圓心連線（半徑）與豎直方向成θ角時動能最大，從C到此位置根據(jù)動能定理有

其中L=5R，

解得

由數(shù)學(xué)輔助角公式，當(dāng)θ=37°時， 取得最大值5

此時動能最大值，

在此位置，F與mg的合力為，方向與豎直方向成θ=37°

則，解得，

由牛頓第三定律， ，方向與豎直方向成θ=37°左偏下

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，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦交變電流，線圈電阻不計。理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為20:1,C為電容器，L為直流電阻不計的自感線圈，R1、R2均為定值電阻，其中R1=10， 開關(guān)S開始是新斷開的，則以下說法中錯誤的是

A. 線圈的轉(zhuǎn)速為

B. 交流電壓表的示數(shù)為11V

C. 電阻R1的功率小于12.1W

D. 閉合開關(guān)S后，變壓器副線圈中的電流沒有發(fā)生變化

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛汽車從靜止出發(fā)，在平直的公路上加速前進(jìn)，如果發(fā)動機(jī)的牽引力保持恒定，汽車所受阻力保持不變，當(dāng)功率達(dá)到額定功率后繼續(xù)加速到最大速度，對于其速度變化圖像和功率變化圖像正確的是（ ）

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對于“電梯豎直向上做勻減速直線運(yùn)動”理解正確的是( )

A. “勻減速”指位移隨時間均勻減小

B. “勻”指加速度大小不變，方向可以改變

C. “減速”可以判斷加速度方向向上

D. “向下”指加速度的方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】赤道上放一個指南針，則指南針的南極指向是（ ）

A．向東 B．向西 C．向南 D．向北

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物理來源于人們的生活實踐，揭示的是自然規(guī)律，我們學(xué)習(xí)物理的目的就是要將所學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用于社會。下面四幅圖中展示了一些應(yīng)用，關(guān)于這些應(yīng)用說法正確的是()

A. 甲圖是天宮一號中太空“質(zhì)量測量儀”測質(zhì)量的實驗，其測量原理是根據(jù)胡克定律

B. 乙圖是羅盤，它可以指示南北方向，其原理是由于指針受到重力作用

C. 丙圖是防輻射服，其內(nèi)部是用包含金屬絲的織物制成，是因為金屬絲很堅韌，有利于保護(hù)人體

D. 丁圖是家用電磁爐，其原理是利用了電磁感應(yīng)的渦流來進(jìn)行加熱

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于曲線運(yùn)動的速度，下列說法正確的是（ ）

A. 速度的大小和方向都在時刻變化

B. 速度的大小不斷變化，速度的方向不一定發(fā)生變化

C. 速度的方向不斷變化，速度的大小也不斷變化

D. 質(zhì)點在某一點的速度方向是在曲線上這一點的切線方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A. 物體所受合力為零，機(jī)械能一定守恒

B. 物體所受合力不為零，機(jī)械能一定不守恒

C. 物體受到重力和彈力以外的力作用時，機(jī)械能一定不守恒

D. 物體在重力、彈力以外的力做功不為零時，機(jī)械能一定不守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗．所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R＝0.20 m)．

完成下列填空：

(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖7(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00 kg；

(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為________kg；

(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)．此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示.

序號

1

2

3

4

5

m(kg)

1.80

1.75

1.85

1.75

1.90

(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為________N；小車通過最低點時的速度大小為________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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