《三國(guó)演義》是中國(guó)古代四大名著之一，在該書的戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)決中，交戰(zhàn)雙方常常用到一種冷兵器時(shí)代十分先進(jìn)的遠(yuǎn)程進(jìn)攻武器--拋石機(jī)．某同學(xué)為了研究其工作原理，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，圖中支架固定在地面上，O為轉(zhuǎn)軸，輕桿可繞O在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，物體A固定于桿左端．彈丸B放在桿右端的勺形槽內(nèi)．將裝置從水平位置由靜止釋放，桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，彈丸B從最高點(diǎn)被水平拋出，落地點(diǎn)為圖中C點(diǎn)．已知A、B質(zhì)量分別為4m、m．OB=2OA=2L．轉(zhuǎn)軸O離水平地面的高度也為2L，不計(jì)空氣阻力和轉(zhuǎn)軸摩擦，重力加速度為g．求：
（1）彈丸B被拋出瞬間的速度大小；
（2）C點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離；
（3）桿對(duì)彈丸B做的功．
（1）以A、B系統(tǒng)為研究對(duì)象，在從水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒：
4mgL=2mgL+
1
2
4m
v2A
+
1
2
m
v2B

又因?yàn)闂U轉(zhuǎn)到豎直時(shí)：vB=2vA
由此計(jì)算可得：vB=
2gL
；
（2）B從拋出到落地過程做平拋運(yùn)動(dòng)，x=vBt
4L=
1
2
gt2
代入vB=
2gL

解之可得：x=4L；
（3）以彈丸B為研究對(duì)象，在從水平位置到豎直位置的過程中，
運(yùn)用動(dòng)能定理得：W桿-mg?2L=
1
2
m
v2B
-0
代入vB=
2gL

可得：W桿=3mgL；
答：（1）彈丸B被拋出瞬間的速度大小為：vB=
2gL
；
（2）C點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離4L；
（3）桿對(duì)彈丸B做的功3mgL．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，車廂正沿水平路面向左做直線運(yùn)動(dòng)，在車廂內(nèi)有人拉動(dòng)一物體相對(duì)于車廂向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車廂向左運(yùn)動(dòng)的位移大小為s時(shí)，物體相對(duì)于車廂的位移大小為L(zhǎng)，己知L＜s．那么關(guān)于物體與車廂之間的一對(duì)大小為f的摩擦力做功情況討論正確的是（　�。�
A．車廂對(duì)物體的摩擦力做功可能為零
B．一對(duì)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為-fL
C．車廂對(duì)物體的摩擦力做功為-f（s-L）
D．一對(duì)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為零

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

微波實(shí)驗(yàn)是近代物理實(shí)驗(yàn)室中的一個(gè)重要部分．反射式速調(diào)管是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用價(jià)值較高的常用微波器件之一，它是利用電子團(tuán)與場(chǎng)相互作用在電場(chǎng)中發(fā)生振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似．如圖1所示，在虛線MN兩側(cè)分布著方向平行于X軸的電場(chǎng)，其電勢(shì)φ隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖2所示的折線．一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開始，在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)．已知帶電微粒質(zhì)量m=1.0×10-20kg，帶電荷量q=-1.0×10-9C，A點(diǎn)距虛線MN的距離d1=1.0cm，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)．求：
（1）B點(diǎn)距虛線MN的距離d2；
（2）帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，傾角為θ的斜面A點(diǎn)以上部分是光滑的，A點(diǎn)以下部分是粗糙的，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=2tanθ．有N個(gè)相同的小木塊沿斜面靠在一起（沒有粘接），總長(zhǎng)為L(zhǎng)，而每一個(gè)小木塊可以視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量均為m．現(xiàn)將它們由靜止釋放，釋放時(shí)下端與A點(diǎn)距離為2L，求：
（1）第1個(gè)木塊通過A點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）第N個(gè)木塊通過A點(diǎn)時(shí)的速度；
（3）從第1個(gè)木塊到第N個(gè)木塊通過A點(diǎn)時(shí)的最大速度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

空間有一靜電場(chǎng)，在x軸上的電場(chǎng)方向豎直向下，軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小按E=kx分布（x是軸上某點(diǎn)到O點(diǎn)的距離），如圖1所示．在O點(diǎn)正下方有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線連接A、B兩個(gè)均帶負(fù)電的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），A球距O點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，兩球恰好靜止，細(xì)繩處于張緊狀態(tài)．已知A、B兩球質(zhì)量均為m，B所帶電量為-q，k=
mg
3qL
，不計(jì)兩小球之間的靜電力作用．
（1）求A球的帶電量；
（2）畫出A球所受電場(chǎng)力F與x的圖象；剪斷細(xì)線后，A球向上運(yùn)動(dòng)，求A球運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；（提示：借助圖2F-x圖象可以確定電場(chǎng)力做功的規(guī)律）
（3）剪斷細(xì)線后，求B球的運(yùn)動(dòng)范圍．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一物塊在t=0時(shí)刻，以初速度v0從足夠長(zhǎng)的粗糙斜面底端向上滑行，t0時(shí)刻物塊到達(dá)最高點(diǎn)，3t0時(shí)刻物塊又返回底端．已知重力加速度為g，由此可以確定（　�。�
A．物塊返回底端時(shí)的速度
B．物塊所受摩擦力大小
C．因摩擦產(chǎn)生的熱量
D．3t0時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

質(zhì)量m=2kg的物塊自斜面底端A以初速度v0=10m/s沿足夠長(zhǎng)的固定斜面向上滑行，經(jīng)時(shí)間t=1s速度減為零．已知斜面的傾角θ=37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．試求：
（1）物塊上滑過程中加速度的大�。�
（2）物塊上滑過程中克服摩擦力做的功；
（3）物塊回到底端A時(shí)的動(dòng)能．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑軌道AB平直，BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑R的光滑半圓．圓心O處有一絕緣平臺(tái)，一帶正電小球被固定在圓心．另一個(gè)質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球在平直軌道上從A點(diǎn)由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖膲毫?．已知小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)受到的庫(kù)侖力大小與小球重力大小相等，兩帶電小球均可看成點(diǎn)電荷（重力加速度g已知）．求：
（1）小球在C點(diǎn)受到的庫(kù)侖力的大小和方向；
（2）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小；
（3）小球從A運(yùn)動(dòng)至C的過程中庫(kù)侖力做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段水平的直軌道和與之相切的圓弧軌道ABC連接而成，OC連線與豎直方向夾角為θ=30°．空間中存在一與與水平面成θ=30°且斜向下的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，圓形軌道的半徑為R=
3
m．一質(zhì)量為m=1kg的小物塊帶正電，所帶電荷量q，且滿足Eq=mg．物塊在A點(diǎn)獲得一初速度，可使得物塊恰能在ABC段不離開圓軌道．求：
（1）物塊在C點(diǎn)的速度；
（2）物塊在A點(diǎn)對(duì)軌道的壓力；
（3）滑塊從C點(diǎn)飛出后到達(dá)水平軌道所經(jīng)歷的時(shí)間t．

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