【題目】探究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，半徑為 L 的四分之一圓軌道(可視為光滑) 固定于水平桌面上，切口水平且與桌邊對(duì)齊，切口離地面高度為 2L.離切口水平距離為 L 的一探測(cè)屏 AB 豎直放置，一端放在水平面上，其高為 2L.一質(zhì)量為 m 的小球從圓軌道上不同的位置靜止釋放打在探測(cè)屏上．若小球在運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力不計(jì)，小球可視為質(zhì)點(diǎn)， 重力加速度為 g.求：

(1)小球從圖示位置 P 處?kù)o止釋放，到達(dá)圓軌道最低點(diǎn) Q 處速度大小及小球?qū)A軌道壓力；

(2)為讓小球能打在探測(cè)屏上，小球應(yīng)從圓軌道上什么范圍內(nèi)靜止釋放？

(3)小球從什么位置靜止釋放，小球打在屏上時(shí)動(dòng)能最小，最小動(dòng)能為多少？

【答案】(1)3mg,方向豎直向下(2) (3)

【解析】

(1)小球從P處下滑到Q點(diǎn)，由機(jī)械能守恒可得：

得：v=

在Q點(diǎn)對(duì)小球受力分析得：

代入得：FN=3mg

根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍缐毫Υ笮?mg，方向豎直向下。

(2)小球從軌道上某點(diǎn)C下滑到Q處平拋，恰好打在B點(diǎn)，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律

豎直方向2L= ，

水平方向vQ=L/t

從C到Q根據(jù)機(jī)械能守恒得：

mghc=

得：hc=L/8

即小球從PC范圍內(nèi)從靜止釋放均能打到探測(cè)屏上。

(3)設(shè)從Q處以速度v0射出，打到探測(cè)屏上，其動(dòng)能為：

Ek= +mgh

而h==g2(Lv0)2

L=v0t

得Ek=+

由數(shù)學(xué)知識(shí)得v0=時(shí)Ek最小，且Ekmin=mgL

釋放點(diǎn)位置離Q的豎直高度H=L/2

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】如圖示一個(gè)球形物體靜止于光滑水平面上，并與水平方向夾角為θ的光滑墻壁接觸，，則下面說法正確的是（ ）

A. 小球與兩物體有接觸，受到有兩個(gè)彈力作用；

B. 小球除受重力作用外，還受水平地面對(duì)它的彈力作用；

C. 小球受到三個(gè)力的作用，分別是：重力、水平地面對(duì)它的支持力、斜墻對(duì)它的壓力；

D. 小球?qū)λ降孛娴膲毫褪切∏蚴艿降闹亓Α?/span>

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖示裝置可以做力學(xué)中的許多實(shí)驗(yàn)。

（1）利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，必要的措施是_______

A．細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行

B．先接通電源再釋放小車

C．小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量

D．平衡小車與長(zhǎng)木板間的摩擦力

（2）利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出。

①圖中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝________s；

②計(jì)數(shù)點(diǎn)E對(duì)應(yīng)小車的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為vE＝________（時(shí)間間隔用T表示）；

③為了充分利用記錄數(shù)據(jù)并減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a＝________（時(shí)間間隔用T表示）。

（3）某同學(xué)在利用此裝置“探究小車的加速度a與所受拉力F的關(guān)系”時(shí)，保持小車質(zhì)量一定，改變鉤碼個(gè)數(shù)，在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a－F圖線，如右圖所示。圖線________(選填“①”或“②”)是在軌道傾斜情況下得到的，小車的質(zhì)量M＝________kg。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究合力做的功與動(dòng)能改變關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他們將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，如圖所示．并用重物通過細(xì)線拉小車，然后保持小車和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點(diǎn)到光電門的距離（s）進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要求每次小車都從靜止釋放．

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示，d=______cm．

（2）如果遮光條通過光電門的時(shí)間為t，小車到光電門的距離為s．該同學(xué)通過描點(diǎn)作出線性圖象來反映合力做的功與動(dòng)能改變關(guān)系，則他作的圖象關(guān)系是下列哪一個(gè)時(shí)才能符合實(shí)驗(yàn)要求______．

A．s－t B．s－t2C．s－t-1D．s－t-2

（3）下列哪些實(shí)驗(yàn)操作能夠減小實(shí)驗(yàn)誤差______．

A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)

B．必須滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C．必須保證小車從靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一束電子流在經(jīng)U＝5 000 V的加速電壓加速后，在距兩極板等距離處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示．若兩板間距d＝1.0 cm，板長(zhǎng)l＝5.0 cm，那么要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是勻強(qiáng)電場(chǎng)遇到空腔導(dǎo)體后的部分電場(chǎng)線分布圖，電場(chǎng)方向如圖中箭頭所示，M、N、Q是以直電場(chǎng)線上一點(diǎn)O為圓心的同一圓周上的三點(diǎn)，OQ連線垂直于MN．以下說法正確的是（ ）

A．O點(diǎn)電勢(shì)與Q點(diǎn)電勢(shì)相等

B．O、M間的電勢(shì)差小于N、O間的電勢(shì)差

C．將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增加

D．在Q點(diǎn)釋放一個(gè)正電荷，正電荷所受電場(chǎng)力將沿與OQ垂直的方向豎直向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,平行板電容器的兩極板A、B接于電池兩極,一帶負(fù)電小球懸掛在電容器內(nèi)部.閉合開關(guān)S,電容器充電,這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為,則( )

A. 保持開關(guān)S閉合，略向右移動(dòng)A板,則增大

B. 保持開關(guān)S閉合，略向右移動(dòng)A板,則不變

C. 斷開開關(guān)S,略向上移動(dòng)A板,則增大

D. 斷開開關(guān)S,略向上移動(dòng)A板,則不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，粗糙水平軌道與半徑為R的豎直光滑半圓軌道在B點(diǎn)平滑連接，在過圓心O的水平界面M的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電量為+q的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從水平軌道上A點(diǎn)由靜止釋放,小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)離開圓軌道后經(jīng)界面MN上的P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)(P點(diǎn)恰好在A點(diǎn)的正上方).已知A、B間距離為2R,重力加速度為g,求：

(1)小球在C處的速度大��；

(2)小球從A運(yùn)動(dòng)到B克服阻力所做的功；

(3)球從A運(yùn)動(dòng)到C的過程中對(duì)軌道壓力的最大值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m=0.8kg的砝碼懸掛在輕繩PA和PB的結(jié)點(diǎn)上并處于靜止?fàn)顟B(tài)．PA與豎直方向的夾角37°，PB沿水平方向．質(zhì)量為M=3kg的木塊與PB相連，靜止于水平桌面上，如圖所示（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）輕繩PA拉力的大��；

（2）木塊受到水平桌面摩擦力的大小及方向．

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