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如圖所示,高為H=0.45m的臺面上有輕質細繩, 繩的一端系一質量為m=0.1kg的小球P,另一端掛在光滑的水平軸上O上,O到小球P的距離為R=0.1m,小球與臺面接觸,但無相互作用,在小球兩側等距離各為L=0.5m處,分別固定一光滑斜面及一水平向左運動的傳送帶,傳送帶長為d=0.9m,運行速度大小為v=3m/s,現有一質量也為m可視為質點的小滑塊Q從斜面上的A處無初速滑下(A距臺面高h=0.7m),至C處與小球發(fā)生彈性碰撞,已知滑塊與臺面的動摩擦因數為μ1=0.5,與傳送帶之間動摩擦因數為μ2=0.25，不計傳送帶高度,及滑輪大小對問題的影響。(重力加速度g=10m/s2)

求(1)當小球被撞后做圓周運動到最高點時對輕繩的作用力大小?
(2)滑塊的最終位置與傳送帶末端的E的距離?
(3)整個過程傳送帶電機消耗的電能?

（1）4N  （2）1.3m    （3）1.2J

解析試題分析： (1)對滑塊Q從A到C根據動能定理有:
    得         2分
PQ發(fā)生彈性碰撞，因質量相等,故交換速度，撞后P的速度為           1分
P運動至最高點的速度為,根據機械能守恒定律有:得
          2分
P在最高點根據牛頓第二定律有:     2分
根據牛頓第三定律知輕繩受力大小          1分
(2)PQ再撞后再次交換速度對物塊有          1分
對物塊從C到D根據動能定理有:得  1分
物塊進入傳送帶做勻減速運動，設加速度大小為α1則根據牛頓第二定律有:
得  
由運動學公式知減速至速度為零時間為       1分
進入傳送帶位移為:
因S1<d  故物塊從左邊離開傳送帶,離開時速度大小為      1分
在CD上再次減速,設加速大小為α2則根據牛頓第二定律有:
得 
由運動學公式知減速至0位移為 因S2<L故不會再與球相撞1分
與傳送帶末端E的距離為D=S2+d=1.3m           1分
（3）在傳送帶上運動的兩段時間均為t=0.8S
此過程傳送帶向左移運動兩段位移
      1分
在傳帶上產生的熱量為:
              2分
因傳送帶速度大小不變，物塊進出傳送帶速度大小相等，
由能量守恒定律知電動機提供電能為      1分
考點：本題考查動能定理，機械能守恒定律，牛頓第二定律，

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

某同學為了測定木塊與斜面間的動摩擦因數，他用測速儀研究木塊在斜面上的運動情況，裝置如圖甲所示．他使木塊以初速度v0=4m/s的速度沿傾角的斜面上滑緊接著下滑至出發(fā)點，并同時開始記錄數據，結果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點的v-t圖線如圖乙所示．g取10m/s2．求：

（1）上滑過程中的加速度的大小a1；
（2）木塊與斜面間的動摩擦因數μ；
（3）木塊回到出發(fā)點時的速度大小v．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

一質量為m、電荷量為+q的粒子以速度v從O點沿y軸正方向射入一個磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場區(qū)域后，從b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，同時進入場強為E、方向沿與x軸負方向成60°角斜向下的勻強電場中，通過了b點正下方的c點，如圖所示，粒子的重力不計，試求：

（1）圓形勻強磁場區(qū)域的最小面積；
（2）c點到b點的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，內壁光滑、內徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內，圓弧的半徑為0.2m，在圓心O處固定一個電荷量為-.0×C的點電荷。質量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球,從與O點等高的A點沿圓管內由靜止運動到最低點B ,到達B點小球剛好與圓弧沒有作用力，然后從B點進入板距d= 0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運動,且此時電路中的電動機剛好能正常工作。已知電源的電動勢為12V,內阻為1Ω,定值電阻R的阻值為6Ω，電動機的內阻為0.5Ω.求（取g=10m/s2,靜電力常量k="9.0" ×109 N·m2/C2）

（1）小球到達B點時的速度；
（2）小球所帶的電荷量；
（3）電動機的機械功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，小球（可視為質點）帶電量為q=1×10-2C，質量為m=2×10-2kg，放在一個傾角為θ=37o的足夠長絕緣斜面上。斜面bc部分光滑，其它部分粗糙，且小球與斜面間的動摩擦因數μ=0.5，bc段有一平行斜面向上的有界勻強電場�，F讓小球從a點由靜止釋放，經過t=0.3s，到達c點。已知ab的長度為L=4cm，bc的長度為，sin37o=0.6，cos37o=0.8，g=10m/s2。求：

（1）勻強電場場強E的大�。�
（2）小球第一次沿斜面向上運動的最高點到b點的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一小球從A點以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑R=10cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點運動，C點右側有一壕溝，C、D兩點的豎直高度h=0.8m，水平距離s=1.2m，水平軌道AB長為L1=1m，BC長為L2=3m，.小球與水平軌道間的動摩擦因數μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，則：

（1）若小球恰能通過圓形軌道的最高點，求小球在A點的初速度？
（2）若小球既能通過圓形軌道的最高點，又不掉進壕溝，求小球在A點的初速度的范圍是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

圖18甲所示，平行金屬板PQ、MN水平地固定在地面上方的空間，金屬板長 l=20cm，兩板間距d=10cm，兩板間的電壓UMP=100V。在距金屬板M端左下方某位置有一粒子源A，從粒子源豎直向上連續(xù)發(fā)射速度相同的帶電粒子，射出的帶電粒子在空間通過一垂直于紙面向里的磁感應強度B=0.20T的圓形區(qū)域勻強磁場(圖中未畫出)后，恰好從金屬板 PQ左端的下邊緣水平進入兩金屬板間，帶電粒子在電場力作用下恰好從金屬板MN的右邊緣飛出。已知帶電粒子的比荷=2.0×106C/kg，粒子重力不計，計算結果保留兩位有效數字。求：

(1)帶電粒子射人電場時的速度大��；
(2)圓形勻強磁場區(qū)域的最小半徑；
(3)若兩金屬板間改加如圖乙所示的電壓，在哪些時刻進入兩金屬板間的帶電粒子不碰到極板而能夠飛出兩板間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，兩帶電平行板A、B間的電場為勻強電場，場強E=4.0×102V/m，兩板相距d=0.16m，板長L=0.30m。一帶電量q=1.0×10-16C、質量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向從兩板的正中間射入電場后向著B板偏轉，不計帶電粒子所受重力，求：

（1）要使粒子能飛出電場，粒子飛入電場時的速度v0至少為多大；
（2）粒子剛好飛出電場時速度偏轉角的正切值．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）一個平板小車置于光滑水平面上，其右端恰好和一個1/4光滑圓弧軌道AB的底端等高對接，如圖所示。已知小車質量M=2kg，小車足夠長，圓弧軌道半徑R=0.8m�，F將一質量m=0.5kg的小滑塊，由軌道頂端A點無初速釋放，滑塊滑到B端后沖上小車�；瑝K與小車上表面間的動摩擦因數μ=0.2，g取10m/s2。求：

（1）滑塊到達B端時，速度為多少？對軌道的壓力多大？
（2）經多長的時間物塊與小車相對靜止？
（3）小車運動2s時，小車右端距軌道B端的距離。

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