【題目】（16分）為了研究過山車的原理，某物理小組提出了下列的設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為，長為的傾斜軌道AB，通過微小圓弧與長為的水平軌道BC相連，然后在C處設(shè)計(jì)一個(gè)豎直完整的光滑圓軌道，出口為水平軌道D，如圖所示�，F(xiàn)將一個(gè)小球從距A點(diǎn)高為h="0.9" m的水平臺面上以一定的初速度水平彈出，到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知小球與AB和BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。取10m/s2，求：

（1）小球初速度的大小；

（2）小球滑過C點(diǎn)時(shí)的速率；

（3）要使小球不離開軌道，則豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件。

【答案】（1）(2)(3)

【解析】試題分析：（1）小球開始時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)：

代入數(shù)據(jù)解得：

A點(diǎn)：

得：

（2）從水平拋出到C點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得：

代入數(shù)據(jù)解得：

（3）小球剛剛過最高點(diǎn)時(shí)，重力提供向心力，則：、

代入數(shù)據(jù)解得

當(dāng)小球剛能到達(dá)與圓心等高時(shí)

代入數(shù)據(jù)解得

當(dāng)圓軌道與AB相切時(shí)

即圓軌道的半徑不能超過1.5m

綜上所述，要使小球不離開軌道，R應(yīng)該滿足的條件是

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，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m，置于光滑的水平桌面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端與木塊接觸而不固連．將彈簧壓緊到不能再壓縮時(shí)用細(xì)線把B和C緊連，使彈簧不能伸展，以至于B、C可視為一個(gè)整體．現(xiàn)A以初速度v0沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動(dòng)，與B相碰并粘合在一起．A ,B C一起運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離．已知離開彈簧后C的速度恰好為v0．求彈簧釋放的勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直面內(nèi)的曲線軌道AB光滑，它的最低點(diǎn)B的切線沿水平方向，且與一位于同一豎直面內(nèi)、半徑R=1m的粗糙圓形軌道平滑連接．現(xiàn)有一質(zhì)量m=3kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從位于軌道上的A點(diǎn)由靜止開始滑下，滑塊經(jīng)B點(diǎn)后恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn)C．已知A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度h=3m，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力可忽略不計(jì)，求：

（1）滑塊通過圓形軌道B點(diǎn)時(shí)，小球的速度大小為多少；

（2）滑塊從B點(diǎn)滑至C點(diǎn)的過程中，克服摩擦阻力所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖（a）所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO'＝h（h＞L）。

（1）電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：____________。

（2）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O'C＝s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0＝________。

（3）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角θ，小球落點(diǎn)與點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo),cosθ為橫坐標(biāo)，得到如圖（b）所示圖像。則當(dāng)θ＝60°時(shí)，s為________m；若懸線長L＝1.0 m，懸點(diǎn)到木板間的距離為________m。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲同學(xué)用螺旋測微器測量一銅絲的直徑，測微器的示數(shù)如左下圖所示，該銅絲的直徑為__________mm。有一游標(biāo)卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標(biāo)上有20個(gè)小的等分刻度．乙同學(xué)用它測量一工件的長度，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如右下圖所示，該工件的長度為__________mm。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】起重機(jī)將重物吊起,在上升的過程中( )

A. 重力做正功,重力勢能增加

B. 重力做負(fù)功,重力勢能減少

C. 重力做正功,重力勢能減少

D. 重力做負(fù)功,重力勢能增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（ ）

A．R2的功率增大 B．R3兩端的電壓減小

C．電流表的示數(shù)變大 D．R1的電流增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑水平面上，有一個(gè)粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd．t=0時(shí)刻，線框在水平外力的作用下，從靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，bc邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t1，ad邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t2，設(shè)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小為i，ad邊兩端電壓大小為U，水平拉力大小為F，則下列i、U、F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t變化關(guān)系圖像正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。

（1）實(shí)驗(yàn)必須要求滿足的條件是_________。

A．斜槽軌道必須是光滑的

B．斜槽軌道末端的切線是水平的

C．入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下

D．若入射小球質(zhì)量為m1，被碰小球質(zhì)量為m2，則m1＞m2

（2）圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量平拋射程，然后，把被碰小球m2靜置于軌道的末端，再將入射球m1從斜軌S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是___________。（填選項(xiàng)的符號）

A．用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2

B．測量小球m1開始釋放高度h和拋出點(diǎn)距地面的高度H

C．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N

D．測量平拋射程 、

（3）若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，則其表達(dá)式可表示為__________（用（2）中測量的量表示）；

（4）若ml=45.0g、m2=9.0g， =46.20cm，則可能的最大值為_________cm。

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