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【題目】如圖所示，一根U型細管ABCD被固定在水平桌面上，其中，AB部分為水平光滑直管道，BC部分為半徑為R=0.8m的水平光滑半圓管道，CD部分為長L=1.6m、動摩擦因數μ=0.5的水平直管道，管內一個直徑略小于細管內徑的小球被固定在A端的擊發(fā)裝置擊出后以水平初速度v0沿AB做直線運動，接著進入BC做圓周運動，然后進入CD做直線運動，最后從緊靠桌子邊緣的D端飛出落在水平地面的E點，已知，小球質量m=0.5kg，D點與水平地面間的距離為h=0.8m，D點與E點間的水平距離為x=3.2m，小球視為質點，不計空氣阻力和直管與彎管銜接處的速度損失，π取3，g取10m/s2。求：

(1)小球從D點飛出時的速度vD的大��；

(2)小球在半圓形管道中運動時細管對小球的作用力F的大��；

(3)小球從B點運動到E點的時間t。（計算結果可保留根號）

【答案】(1)；(2)；(3)。

【解析】

本題考察多段運動分析，主要運用牛頓第二定律，平拋運動和圓周運動的基本性質。小球沿AB做勻速直線運動，接著進入BC做圓周運動，接著進入CD做勻減速直線運動，最后從D端飛出做平拋運動落在水平地面的E點。

(1)分析平拋運動

，

解得

，

(2)分析CD段，根據牛頓第二定律

解得

BC段做勻速圓周運動，細管對小球的作用力F充當向心力

(3)分析BC，CD，DE三段運動

故總時間

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，底板長度L＝1 m、總質量M＝10 kg的小車放在光滑水平面上，原長為的水平輕彈簧左端固定在小車上．現將一質量m＝1 kg的鋼塊C(可視為質點)放在小車底板上，用細繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮，彈簧彈性勢能Ep0＝8.14 J．開始時小車和鋼塊均靜止，現突然燒斷細繩，鋼塊被釋放，使鋼塊離開彈簧水平向右運動，與B端碰后水平向左反彈，碰撞時均不考慮系統(tǒng)機械能的損失．若小車底板上左側一半是光滑的，右側一半是粗糙的，且與鋼塊間的動摩擦因數μ＝0.1，取重力加速度g＝10 m/s2.

①求鋼塊第1次離開彈簧后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能Epmax.

②鋼塊最終停在何處？

【答案】①7.14 J　②0.36 m

【解析】試題分析：鋼塊和小車大作用的過程中，動量守恒，由能量守恒可求彈簧的最大彈性勢能Epmax，和鋼塊最終位置。

①燒斷細繩后，當鋼塊第1次從B端返回后壓縮彈簧且與小車速度相等時，彈簧的彈性勢能最大，設此時速度為v1，則根據動量守恒定律有

得

根據能量守恒定律有

得Epmax=7.14 J

②鋼塊最終停在粗糙的底板上，此時小車與鋼塊的共同速度設為v2，則根據動量守恒定律有，得

根據能量守恒定律有

得xmax=8.14 m

又

鋼塊最終停止時與B端相距為

【題型】解答題
【結束】
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【題目】（18 分）如圖所示，在平面直角坐標系第Ⅲ象限內充滿＋y 方向的勻強電場， 在第Ⅰ象限的某個圓形區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場（電場、磁場均未畫出）；一個比荷為的帶電粒子以大小為 v 0的初速度自點沿＋x 方向運動，恰經原點O進入第Ⅰ象限，粒子穿過勻強磁場后，最終從 x軸上的點 Q（9 d,0 ）沿－y 方向進入第Ⅳ象限；已知該勻強磁場的磁感應強度為 ，不計粒子重力。

（1）求第Ⅲ象限內勻強電場的場強E的大小；

（2） 求粒子在勻強磁場中運動的半徑R及時間t B；

（3） 求圓形磁場區(qū)的最小半徑rm。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】蕩秋千最初是中國古代北方少數民族創(chuàng)造的一種運動。春秋時期傳入中原，漢代以后，秋千逐漸成為清明、端午等節(jié)日進行的民間習俗活動并流傳至今。如圖所示，小華在媽媽推結束后自由擺動到達右側最高點，不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）

A.小華在圖示位置所受的合外力為零

B.小華在自由擺動的過程中做勻速圓周運動

C.小華擺動到最低點時由重力和繩子拉力的合力提供做圓周運動的向心力

D.小華擺動到最低點時處于失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】LED燈的核心部件是發(fā)光二極管，某同學欲測量一只工作電壓為2.9V的發(fā)光極管的正向伏安特性曲線，所用器材有：電壓表（量程3V，內阻約3k），電流表（用多用電表的直流25mA擋替代，內阻約為5），滑動變阻器（0-20），電池組（內阻不計），電鍵和導線若干，他設計的電路如圖（a）所示，回答下列問題：

(1)根據圖（a），在實物圖（b）上完成連線________；

(2)調節(jié)變阻器的滑片至最________端（填“左”或“右”），將多用電表選擇開關拔至直流25mA擋，閉合電鍵；

(3)某次測量中，多用電表示數如圖（c），則通過二極管的電流為________mA；

(4)該同學得到的正向伏安特性曲線如圖（d）所示，由曲線可知，隨著兩端電壓增加，二極管的正向電阻________（填“增大、“減小”或“不變”）；當電流為15.0mA時，正向電阻為________（結果取三位有數字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，橫截面積為s=10cm2的上端開口氣缸固定在水平面上，質量不計的輕活塞a下面封閉長度為l=30cm的理想氣體，上面通過輕繩與質量為m=4kg重物b相連，重物b放在一勁度系數為k=200N/m的輕彈簧上，彈簧下端固定在地面上，上端與重物b接觸，但不拴接，氣缸和光滑活塞a導熱性能良好。開始時，外界溫度為T0=300K，彈簧彈力大小為F=20N，現緩慢降低溫度，已知外界大氣壓強始終為P0=1×105Pa，重力加速度大小g=10m/s2，求：

①彈簧與b物體剛分離時，氣缸中氣體的溫度；

②從開始狀態(tài)到b物體離開彈簧時，氣體內能減少了40J，則氣體與外界交換了多少熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小船以大小為 v1、方向與上游河岸成 θ 的速度(在靜水中的速度)從 A 處過河，經過 t 時間正好到達正對岸的 B 處�，F要使小船在更長的時間內過河并且也正好到達正對岸 B 處，在水流速度不變的情況下，可采取下列方法中的哪一種( )

A. 只要增大 v1 大小，不必改變 θ 角

B. 只要增大 θ 角，不必改變 v1 大小

C. 在增大 v1 的同時，也必須適當增大 θ 角

D. 在減小 v1 的同時，也必須適當減小 θ 角

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】羽毛球運動員林丹曾在某綜藝節(jié)目中表演羽毛球定點擊鼓,如圖是他表演時的羽毛球場地意圖.圖中甲、乙兩鼓等高,丙、丁兩鼓較低但也等高,若林丹各次發(fā)球時羽毛球飛出位置不變且均做平拋運動,則

A. 擊中甲、乙的兩球初速度

B. 擊中甲、乙的兩球運動時間可能不同

C. 假設某次發(fā)球能夠擊中甲鼓,用相同大小的速度發(fā)球可能擊中丁鼓

D. 擊中四鼓的羽毛球中,擊中丙鼓的初速度最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直線y=x與y軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強磁場區(qū)域Ⅱ，直線x=d與y=x間有沿y軸負方向的勻強電場，電場強度E=3×105V/m，另有一半徑R=m的圓形勻強磁場區(qū)域I，磁感應強度B1=0.9T，方向垂直坐標平面向外，該圓與直線x=d和x軸均相切，且與x軸相切于S點。一帶負電的粒子從S點沿y軸的正方向以速度v0進入圓形磁場區(qū)域I，經過一段時間進入勻強磁場區(qū)域Ⅱ，且第一次進入勻強磁場區(qū)域Ⅱ時的速度方向與直線y=x垂直。粒子速度大小，粒子的比荷為，粒子重力不計。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)粒子在圓形勻強磁場區(qū)域工中做圓周運動的半徑大��；

(2)坐標d的值；

(3)要使粒子能運動到x軸的負半軸，則勻強磁場區(qū)域Ⅱ的磁感應強度B2應滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年12月17日，中國第一艘國產航母“山東艦”在海南三亞交付使用�！吧綎|艦”的甲板由水平甲板和上翹甲板兩部分組成，利于艦載機滑躍式起飛，如圖所示。為方便研究艦載機的起飛過程，將甲板近似為如圖所示的軌道：水平軌道AB長L1=157.5m，傾斜軌道高h=6m，水平投影長L2=42.5m�？傎|量為3.0×104kg的某艦載機，從A點以36km/h的初速度出發(fā)，到達B點時的速度為288km/h，進入上翹甲板后，經0.5s從C點起飛。該艦載機在起飛過程中，發(fā)動機的推力恒為8.0×105N，在水平軌道上的運動視為勻變速直線運動，艦載機視為質點，航母靜止不動。求艦載機：

(1)在水平軌道上運動的加速度大��；

(2)在水平軌道上運動時受到的平均阻力大��；

(3)整個起飛階段平均速度的大�。ńY果保留整數）。

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