【題目】如圖所示，半徑R=2.0m的光滑圓弧軌道周定在光滑的水平地面上，其末未端水平，平板小車(chē)上固定一木塊，緊靠在軌道的末端，木塊上表面水平粗糙，且與圓弧軌道末端等高，木塊的厚度h=0.45m，木塊最右端到小車(chē)最右端的水平距離x=0.45m，小車(chē)連同木塊總質(zhì)量M=2kg。現(xiàn)使一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的小球從圓弧軌道上由靜止釋放，釋放小球的位置和圓弧軌道的圓心之間的連線(xiàn)與豎直方向的夾角為53°，小球從木塊右端飛出后恰好擊中小車(chē)的最右端，(g=10m/s，sin53°=0.8，cos53°=0.6)求：

(1)小球到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大��；

(2)小球離開(kāi)木塊最右端時(shí)，小球的速度大��；

(3)小球運(yùn)動(dòng)到木塊最右端過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】解:(1)設(shè)小球到達(dá)軌道末端的速度為v0,由機(jī)械能守恒定律

mgR(1-cos530)= mv02

解得 v0=4m/s

小球在軌道最低點(diǎn) F-mg=m

解得 F=9N

由牛頓第三定律 小球?qū)壍赖膲毫?/span> F’=F=9N

(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到木塊最右端的速度為 v1，此時(shí)小車(chē)的速度為v2，

由動(dòng)量守恒定律得mv0=mv1+Mv2

小球離開(kāi)木塊最右端后做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t

h=gt2

解得 t=0.3s

小球恰好擊中小車(chē)的最右端v1t-v2t=x

以上各式聯(lián)解得 v1=2m/s v2=0.5m/s

所以小球到達(dá)木塊最右端的速度大小為2m/s

(3)由能量守恒定律得mgR(1-cos530)= mv12 + Mv22+Q

解得 Q=2.75J

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】如圖所示，△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見(jiàn)單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN(兩束光關(guān)于OO′對(duì)稱(chēng))，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是_______

A．若光束從玻璃棱鏡中射向空氣，則光束b容易發(fā)生全反射

B．在玻璃棱鏡中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度

C．若保持b光入射點(diǎn)位置不變，將光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則NO面可能有光線(xiàn)射出

D．用a、b光在同樣的裝置做“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距大

E．用a、b照射同一狹縫，b光衍射現(xiàn)象更明顯

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為a、b兩小球沿光滑水平面相向運(yùn)動(dòng)的v–t圖線(xiàn)。已知當(dāng)兩小球間距小于或等于L時(shí)，受到相互排斥的恒力作用，當(dāng)間距大于L時(shí)，相互間作用力為零。由圖可知

A. a球的質(zhì)量大于b球的質(zhì)量

B. a球的質(zhì)量小于b球的質(zhì)量

C. t3時(shí)刻兩球間距為L

D. tl時(shí)刻兩球間距最小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一滑塊A放在物體B上，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余摩擦忽略不計(jì)。已知物體B的質(zhì)量為M，滑塊A的質(zhì)量為m，重力加速度為g。當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切線(xiàn)與豎直的擋板之間的夾角為θ，下列選項(xiàng)正確的是

A. 物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M+m)g

B. 物體B受到水平面的摩擦力大小為 mgtanθ

C. 將物體B級(jí)慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A對(duì)物體B的壓力將變小

D. 將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A與豎直擋板之間的彈力將變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一滑塊A放在物體B上，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余摩擦忽略不計(jì)。已知物體B的質(zhì)量為M，滑塊A的質(zhì)量為m，重力加速度為g。當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切線(xiàn)與豎直的擋板之間的夾角為θ，下列選項(xiàng)正確的是

A. 物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M+m)g

B. 物體B受到水平面的摩擦力大小為 mgtanθ

C. 將物體B級(jí)慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A對(duì)物體B的壓力將變小

D. 將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A與豎直擋板之間的彈力將變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組將不同數(shù)量的鉤碼分別掛在豎直彈簧下端，進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，利用描點(diǎn)法作出了所掛鉤碼的重力G與彈簧總長(zhǎng)L的關(guān)系圖象，如圖所示，根據(jù)圖象回答以下問(wèn)題：

（1）彈簧的原長(zhǎng)為__________cm．

（2）彈簧的勁度系數(shù)為______N/m．

（3）分析圖象，總結(jié)出彈簧彈力F與彈簧總長(zhǎng)L（單位：m）之間的關(guān)系式為______N．

（4）一興趣小組進(jìn)一步探究，當(dāng)掛上某一鉤碼P，彈簧在伸長(zhǎng)過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能將________，鉤碼P的機(jī)械能將______（以上兩空選填“增加”、“減少”、“不變”）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，沿東西方向站立的兩同學(xué)（左西右東)做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn)：把一條長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)（零刻度在表盤(pán)中央）的兩個(gè)接線(xiàn)柱上，形成閉合回路，然后迅速搖動(dòng)MN這段“繩”。假設(shè)圖M中情景發(fā)生在赤道，則下列說(shuō)法正確的是

A. 當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí)，“繩”中電流最大

B. 當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí)，“繩”受到的安培力最大

C. 當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，N點(diǎn)電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)高

D. 搖“繩”過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，BCD是半徑R = 0.4m的豎直圓形光滑軌道，D是軌道的最高點(diǎn)，水平面AB與圓軌道在B點(diǎn)相切。一質(zhì)量為m= 1kg可以看成質(zhì)點(diǎn)的物體靜止于水平面上的A點(diǎn)�，F(xiàn)用F=7N的水平恒力作用在物體上，使它在水平面上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去外力F，之后物體沿BCD軌道運(yùn)動(dòng)，物體到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大小vD= 4m/s。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 0.3，取重力加速度g = 10m/s。求：

（1）在D點(diǎn)軌道對(duì)物體的壓力大小FN；

（2）物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；

（3）A與B之間的距離x。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】已知一個(gè)點(diǎn)電荷與足夠大的金屬板所形成的電場(chǎng)與等量異種點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)一側(cè)的電場(chǎng)分布相同。如圖所示，在真空中的某豎直平面內(nèi)固定一塊足夠大的接地金屬板MN，在MN右側(cè)與其相距2d處的P點(diǎn)放置一個(gè)所帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，從P點(diǎn)作平面的垂線(xiàn)，O點(diǎn)為垂足，A點(diǎn)為OP連線(xiàn)的中點(diǎn)，B點(diǎn)為OP延長(zhǎng)線(xiàn)上的一點(diǎn)，PB=d。關(guān)于各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是 ( )

A. O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k

B. A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k

C. B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k

D. A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反

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