【題目】如圖所示，在光滑的水平面上有一輛小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，小車的上表面左端AB部分是水平的軌道，右側(cè)BC是一段光滑的圓弧軌道，圓弧的底端恰好與AB段相切，小車質(zhì)量M=8kg，現(xiàn)有一質(zhì)量m=2kg的物塊，以初速度從A點(diǎn)沖上小車，并沿BC上滑，然后恰好沿軌道返回到A點(diǎn)，已知物塊與水平面AB部分的動(dòng)摩擦因數(shù)，求：

（1）小物塊返回到A點(diǎn)的速度大小；

（2）小車上平面AB的長(zhǎng)度；

（3）要使物塊不從C點(diǎn)沖出，圓弧BC的半徑R的最小值。

【答案】（1）2m/s（2）10cm（3）2m

【解析】（1）小物塊和小車組成的系統(tǒng)在水平方向上的動(dòng)量總是守恒，小物塊恰好返回到A點(diǎn)，所以小物塊返回到A點(diǎn)和小車的速度相同，設(shè)它們的共同速度為v，則有：

，

解得：；

（2）小物塊返回到A點(diǎn)時(shí)，小物塊的動(dòng)能減少，小車的動(dòng)能增加，系統(tǒng)的內(nèi)能增加，由能量守恒定律得：，

解得：。

（3）小物塊在圓弧BC上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)，水平方向上的速度與小車相同，豎直方向上的速度為零，此時(shí)小物塊剛好不沖出小車，圓弧半徑最小，所以小物塊和小車阻成的系統(tǒng)在水平方向上的動(dòng)量守恒，有：，

解得：，

小物塊在圓弧BC上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C的過程中，小物塊的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，小車的動(dòng)能增加，由能量守恒定律得：

，

解得：。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩同學(xué)通過下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量人的反應(yīng)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）甲用兩個(gè)手指輕輕捏住量程為L的木尺上端，讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端（位置恰好處于L刻度處，但未碰到尺），準(zhǔn)備用手指夾住下落的尺。學(xué)科@網(wǎng)

（2）甲在不通知乙的情況下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1，重力加速度大小為g，則乙的反應(yīng)時(shí)間為________（用L、L1和g表示）。

（3）已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反應(yīng)時(shí)間為__________s。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（4）寫出一條提高測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的建議：___________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】真空管道超高速列車的動(dòng)力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動(dòng)動(dòng)能的裝置。圖1是某種動(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型，圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，電阻忽略不計(jì)，ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度均為l，電阻均為R的金屬棒，通過絕緣材料固定在列車底部，并與導(dǎo)軌良好接觸，其間距也為l，列車的總質(zhì)量為m。列車啟動(dòng)前，ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，如圖1所示，為使列車啟動(dòng)，需在M、N間連接電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源，電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計(jì)，列車啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉。

（1）要使列車向右運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)圖1中M、N哪個(gè)接電源正極，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由；

（2）求剛接通電源時(shí)列車加速度a的大�。�

（3）列車減速時(shí)，需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)寬度和相鄰磁場(chǎng)間距均大于l。若某時(shí)刻列車的速度為，此時(shí)ab、cd均在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域，試討論：要使列車停下來(lái)，前方至少需要多少塊這樣的有界磁場(chǎng)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，砂和砂桶的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出。

(1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行。接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是（_______）

A．將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電。改變砂桶中砂子的多少，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

B．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

C．將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是（_______）

A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g

B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g

D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

(3)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=______m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從y軸上坐標(biāo)為a的一點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30°～150°，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進(jìn)入第四象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。已知帶電粒子電量為q，質(zhì)量為m，粒子的重力及粒子間相互作用不計(jì)。求：

（1）垂直y軸方向射入磁場(chǎng)粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小v1；

（2）求粒子在第Ⅰ象限的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間與最短時(shí)間差。；

（3）從x軸上x=（-1）a點(diǎn)射人第四象限的粒子穿過電磁場(chǎng)后經(jīng)過y軸上y=-b的點(diǎn)，求該粒子經(jīng)過y=-b點(diǎn)的速度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊

A. 在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)

B. 在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng)

C. 在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒

D. 落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做減速直線運(yùn)動(dòng)，它離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間變化的關(guān)系為x＝6t-2t3(m)，它的速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系為v＝6-6t2(m/s)，則該質(zhì)點(diǎn)在t＝2 s時(shí)的瞬時(shí)速度和t＝0到t＝2 s間的平均速度、平均速率分別為(　　)

A. -18 m/s、-2 m/s、6 m/s

B. -18 m/s、-2 m/s、2 m/s

C. -2 m/s、-2 m/s、-18 m/s

D. -18 m/s、6 m/s、6 m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】汽車A在水平冰雪路面上行駛，駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B，立即采取制動(dòng)措施，但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后B車向前滑動(dòng)了4.5 m，A車向前滑動(dòng)了2.0 m，已知A和B的質(zhì)量分別為kg和kg，兩車與該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時(shí)間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動(dòng)，重力加速度大小.求

（1）碰撞后的瞬間B車速度的大��；

（2）碰撞前的瞬間A車速度的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一根橡皮筋兩端固定在A、B兩點(diǎn)，橡皮筋處于ACB時(shí)恰好為原長(zhǎng)狀態(tài)，將彈丸放在橡皮筋內(nèi)C處并由C處豎直向下拉至D點(diǎn)（此時(shí)仍在橡皮筋的彈性限度內(nèi)）釋放，C、D兩點(diǎn)均在AB連線的中垂線上．橡皮筋的質(zhì)量忽略不計(jì)，不計(jì)空氣阻力，彈丸由D運(yùn)動(dòng)到C的過程中

A. 由D運(yùn)動(dòng)到C的過程中彈丸一直做加速運(yùn)動(dòng)

B. 由D運(yùn)動(dòng)到C的過程中彈丸的機(jī)械能能一直增加

C. 由D運(yùn)動(dòng)到C的過程中彈丸的動(dòng)能和橡皮筋的彈性勢(shì)能之和一直增加

D. 由D運(yùn)動(dòng)到C的過程中彈丸的重力勢(shì)能和橡皮筋彈性勢(shì)能之和先增加后減小

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