19．如圖，一半徑為R，粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑POQ水平，一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道，質(zhì)點滑到Q點時，速度恰好為零，忽略空氣阻力，g為重力加速度大�。F(xiàn)將質(zhì)點自P點上方高度2R處由靜止開始下落，用W表示此情況下質(zhì)點從P點運動到Q點的過程中克服摩擦力所做的功．則（　　）
A．W=mgR，且質(zhì)點恰好可以到達Q點上方高度R處
B．W=2mgR，且質(zhì)點恰好可以到達Q點
C．W＞mgR，且質(zhì)點不能到達Q點上方高度R處
D．W＜mgR，且質(zhì)點到達Q點上方高度R處后，繼續(xù)上升一段距離

分析 根據(jù)質(zhì)點滑到Q點時，速度恰好為零，由能量守恒定律可以求出質(zhì)點在半圓軌道運動過程中克服摩擦力做的功，再求出將質(zhì)點自P點上方高度2R處由靜止開始下落，下落到P點的速度，進行比較，從而分析質(zhì)點在半圓軌道受到的摩擦力，從而判斷出此情況下質(zhì)點從P點運動到Q點的過程中克服摩擦力所做的功，再利用能量守恒定律分析質(zhì)點離開Q點上升的高度．

解答 解：當(dāng)質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止下落運動到Q的過程中，質(zhì)點滑到Q點時，速度恰好為零，則由能量守恒定律有
質(zhì)點在半圓軌道運動過程中克服摩擦力做的功W1=mgR
下落到P點的過程，由動能定理有$mgR=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，解得v=$\sqrt{2gR}$
現(xiàn)將質(zhì)點自P點上方高度2R處由靜止開始下落，下落到P點的過程中，由動能定理有
$mg•2R=\frac{1}{2}m{v}_{P}^{2}$
解得${v}_{P}=2\sqrt{gR}$
可知質(zhì)點在半圓軌道運動的速度將比在R處下落時要更大
質(zhì)點在半圓軌道做圓周運動，運動速度增大，則軌道對質(zhì)點的支持力增大
由牛頓第三定律可知，質(zhì)點對軌道的壓力增大，則質(zhì)點受到的摩擦力增大
因此質(zhì)點從P點運動到Q點的過程中克服摩擦力所做的功W＞W(wǎng)1=mgR
由能量守恒可知，mg•2R-W=mgh
由于W＞W(wǎng)1=mgR
則h＜R
故C正確，ABD錯誤；
故選：C．

點評 本題考查了能量守恒定律和牛頓第二定律的綜合運用，關(guān)鍵是抓住已知條件質(zhì)點滑到Q點時，速度恰好為零，求出此時質(zhì)點克服摩擦力做的功，再結(jié)合圓周運動知識進行分析．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示，物體靜止于傾斜放置的木板上，當(dāng)傾角θ由很小緩慢增大到90°的過程中，木版對物體的支持力FN和摩擦力f的變化情況是（　�。�
A．FN、f都增大B．FN、f都減少
C．FN增大，f減小D．FN減小，f先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．關(guān)于位移和路程的關(guān)系，下列說法中不正確的是（　�。�
A．物體沿直線向某一方向運動時，通過的路程就是位移
B．物體沿直線向某一方向運動時，通過的路程等于位移的大小
C．位移只取決于初、末位置，而路程還與實際運動的路徑有關(guān)
D．物體通過的路程不為零，但位移可能為零

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．A、B兩汽車分別以vA=20m/s、vB=8m/s的速度在兩平行車道上勻速行駛，某時刻車在A車的前方x=11m時，A車立即剎車，做加速度大小為a=2m/s2勻減速運動，B車的速度不變，求兩車相遇的時刻（從A剎車開始計時）．

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14．邊長l=10cm的正方形線框，固定在勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，如圖所示．磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律為B=2+3t（T），則3s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量△Φ為多少？

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5．用如圖1所示的裝置探究加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系，現(xiàn)有如下一些操作：

①選擇適當(dāng)?shù)男≤嚭晚来a的總質(zhì)量、砂和砂桶的總質(zhì)量，讓小車由靠近打點計時器位置無初速釋放，得到如圖所示的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．用刻度尺測量計數(shù)點間的距離如圖2所示．已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度α=0.40m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
②保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，改變小車和砝碼的總質(zhì)量，重復(fù)上述實驗操作，得到對應(yīng)的加速度，這是為了探究“合外力不變，加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量的關(guān)系”．

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12．某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系．

（1）做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間（遮光條的遮光時間）分別為△t1、△t2．；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d．則滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達式v1=$\fracctrvypx{△{t}_{1}}$；經(jīng)過光電門2時的速度表達式v2=$\fracoqopdbn{△{t}_{2}}$，滑塊加速度的表達式a=$\frac{（\fracu4ozdyr{△{t}_{2}}）^{2}-（\fracgilcsqz{△{t}_{1}}）^{2}}{2x}$．（以上表達式均用已知字母表示）．如圖乙所示，若用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度，其讀數(shù)為8.20mm．
（2）為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h（見圖甲）．關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h”的正確操作方法是BC．
A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減�。�

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9．如圖1所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系圖．鉤碼的質(zhì)量為m1，小車和砝碼的質(zhì)量為m2，重力加速度為g．

（1）下列說法正確的是D．
A．每次在小車上加減砝碼時，應(yīng)重新平衡摩擦力
B．實驗時若用打點計時器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C．本實驗m2應(yīng)遠小于m1
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
（2）實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，測得F=m1g，作出a-F圖象，他可能作出圖2中丙（選填“甲”、“乙”、“丙”）圖線．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C．
A．小車與軌道之間存在摩擦
B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．鉤碼的質(zhì)量太大
D．所用小車和砝碼的質(zhì)量太大
（3）實驗時，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象，如圖3，設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{gk}$，鉤碼的質(zhì)量m1=$\frac{1}{gk}$．

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10．兩個量程的電壓表的原理圖如圖所示，當(dāng)使用a、b兩接線柱時，量程為0～10V，當(dāng)使用a、c兩接線柱時，量程為0～100V．已知電流表的內(nèi)阻為500Ω，滿偏電流為1mA．則R1、R2的取值為（　�。�
A．R1=9.5kΩ  R2=90kΩB．R1=10kΩ   R2=100kΩ
C．R1=10kΩ   R2=90kΩD．R1=9.5kΩ  R2=99.5kΩ

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