【題目】在學(xué)校組織的趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上，某科技小組為大家提供了一個(gè)寓學(xué)于樂的游戲。如圖所示，將一質(zhì)量為0.1kg的小滑塊放在O點(diǎn)，用彈射裝置由將其靜止彈出，球沿著光滑的半環(huán)形軌道OA和AB運(yùn)動(dòng)，BC段為一段長短可調(diào)的粗糙平面，DEFG為接球槽，接槽EF的長度為d=2.5m，DE和FG的高度忽略不計(jì)。圓弧OA和AB的半徑分別為r=0.2m，R=0.4m，小滑塊與BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4，C點(diǎn)離接槽的高度為h=1.25m，水平距離為x=0.5m，g取10m/s2。求：

(1)要使小滑塊恰好不脫離圓軌道，小滑塊在B位置對半圓軌道的壓力多大？

(2)在上一問中，假設(shè)小滑塊恰好靜止在C處，則BC段粗糙水平面長度為多少？

(3)假設(shè)軌道長度調(diào)節(jié)至L′=2m，要使小滑塊始終能落入槽中，彈射裝置的彈性勢能需要滿足什么條件？

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)要使小滑塊恰好不脫離軌道，對最高點(diǎn)A，由重力提供向心力

解得

小滑塊從A到B的過程，根據(jù)動(dòng)能定理

解得

在B點(diǎn)

根據(jù)牛頓第三定律，小滑塊在B位置對半圓軌道的壓力大小為6N

(2)根據(jù)動(dòng)能定理，設(shè)BC長度為L，則

解得

(3)由第(1)知為保證能夠不脫軌運(yùn)動(dòng)至C處，利用動(dòng)能定理可知，當(dāng)軌道長度為2m時(shí)，設(shè)運(yùn)動(dòng)到C處的速度為，則

解得

從C飛出后平拋，根據(jù)平拋規(guī)律有

，

要使小滑塊能落入槽中，滿足

鋼球從C點(diǎn)拋出速度滿足

綜合考慮，取

根據(jù)能量守恒定律

對應(yīng)彈性勢能為應(yīng)滿足

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】傳感器是一種采集信息的重要器件，圖為測定壓力的電容式傳感器，將電容器、靈敏電電流表、電源連接。施加力的作用使電極發(fā)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。在對膜片開始施加恒定的壓力到膜片穩(wěn)定，靈敏電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況為（電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏）

A. 向右偏到某一刻度后不動(dòng)B. 向左偏到某一刻度后不動(dòng)

C. 向右偏到某一刻度后回到零刻度D. 向左偏到某一刻度后回到零刻度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如下圖所示，斜面的高為L，斜面傾角的正切值為tanα=0.5，將一質(zhì)量為m的鉛球以速度v0水平拋出，恰好落在斜坡的中點(diǎn)處，調(diào)節(jié)扔小球的初速度，則下面說法正確的是（　�。�

A.當(dāng)時(shí)，小球恰好落在斜面末端P點(diǎn)

B.當(dāng)初速度為v0水平拋出，小球落到斜面時(shí)的速度與水平面夾角為45°

C.所有落在斜面上時(shí)小球的速度方向不一樣

D.當(dāng)時(shí)，只要小球初速度足夠大，小球落地的速度有可能為45°

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，振源O起振方向沿+y方向，從振源O起振時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)t=0.9s，x軸上0至12m范圍第一次出現(xiàn)圖示簡諧波，則（　�。�

A.上圖所示波形圖中12m處的質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)周期

B.t=0.9s時(shí)，x軸上2m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向沿+y軸向上

C.波的周期（n可取0，1，2，3…）

D.波的波速一定是20m/s

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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）以下說法正確的是______。

A．利用此裝置“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”時(shí)，須平衡摩擦

B．利用此裝置探究“小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，須平衡摩擦

C．利用此裝置探究“功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以不平衡摩擦

D．可以利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

（2）小明對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的裝置如圖乙所示，利用此裝置探究“小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)鉤碼質(zhì)量是否需要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量？_______（填“是”或“否”）

（3）圖丙為實(shí)驗(yàn)得到的一條清晰的紙帶，、、、D、、、是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，______。已知電源頻率為，則小車的加速度大小______（保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），在的水平推力作用下從點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，一段位移后撤去推力，當(dāng)滑塊由平臺(tái)邊緣點(diǎn)飛出后，恰能從點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧管道，滑塊略小于管道內(nèi)徑。已知間的距離，滑塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，、兩點(diǎn)間水平距離、豎直高度差，、是半徑均為的光滑圓弧管道，、等高，為管道的最高點(diǎn)，是長度、傾角的粗糙直管道，在處有一反彈膜，能無機(jī)械能損失的反彈滑塊，各部分管道在連接處均相切。（，）。求：

（1）滑塊在平臺(tái)上運(yùn)動(dòng)時(shí)水平推力作用的位移大��；

（2）滑塊第一次到達(dá)點(diǎn)時(shí)對軌道的作用力；

（3）要使滑塊反彈一次后能停在管道上，滑塊與管道之間動(dòng)摩擦因數(shù)的取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，相距為R的兩塊平行金屬板M、N豎直放置，小孔S1、S2與O在同一水平線上，且。以O為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。T為收集板，板上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離均為2R，其中CO、DO與水平方向夾角均為60°，板兩端點(diǎn)的連線水平。質(zhì)量為m、帶電量為-q的粒子，經(jīng)S1進(jìn)入M、N間的電場后，通過S2進(jìn)入磁場，經(jīng)過磁場后打在收集板T上。粒子在S1處的速度以及粒子所受的重力均不計(jì)。

(1)圓形磁場區(qū)域磁場方向是垂直紙面向外還是垂直紙面向里？

(2)如果MN間的電壓為，粒子打在收集板T的哪個(gè)位置？

(3)若在第2問中MN的電壓下，假設(shè)有一群質(zhì)量不等但帶電量相同的粒子從S1射入經(jīng)過S2進(jìn)入磁場后偏轉(zhuǎn)，則能被收集的粒子的質(zhì)量應(yīng)滿足什么條件？（粒子間的相互作用忽略不計(jì)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，在 “測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度”實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶上，從O點(diǎn)開始記錄幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次編為1、2、3、4、5、6，這些相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率是50Hz），測得s1=1.22cm， s2=2.00cm， s3=2.78cm， s4=3.62cm， s5=4.40cm， s6=5.18cm.．試根據(jù)紙帶求解以下問題：

（1）接通電源與讓釋放紙帶，這兩個(gè)操作的先后順序應(yīng)當(dāng)是（ ）

A．先接通電源，后釋放紙帶

B．先釋放紙帶，后接通電源

C．釋放紙帶的同時(shí)接通電源

D．先接通電源或先釋放紙帶都可以

（2）電火花計(jì)時(shí)器所使用的電源電壓是 V

（3）與小車相連的是紙帶的 端（選填“左”或“右”）；

（4）兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T= s ；

（5）A點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小 m/s；

（6）利用逐差法求小車運(yùn)動(dòng)加速度的表達(dá)式為： ；（請用S1 、S2、…、 S6和T來表示）

（7）求出的加速度的大小為：_ ___m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。

②選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O（t=0），然后每隔0.1s選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。

③通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……

④以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列問題：

(1)在下列儀器和器材中，還必須使用的有______和_________（填選項(xiàng)前的字母）。

A．電壓合適的50Hz交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平（含砝碼）

(2)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v—t圖像________。

(3)觀察v—t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是______。根據(jù)v—t圖像計(jì)算出小車的加速度a=_______m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）

(4)利用該裝置也可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力。正確操作方法是把長木板右端墊高，在不掛重物且_________（選填選項(xiàng)前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。

A．計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)

B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)

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同步練習(xí)冊答案