(13分)如圖是檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置,MN為半徑、固定于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,軌道上端切線水平。PQ為待檢驗(yàn)的固定曲面,該曲面為在豎直面內(nèi)截面半徑圓弧,圓弧下端切線水平且圓心恰好位于MN軌道的上端點(diǎn)N,M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍,可發(fā)射速度不同的質(zhì)量的小鋼珠,假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過N點(diǎn),水平飛出后落到PQ上的S點(diǎn),取g =10m/s2。求:

(1)小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度的大;
(2)發(fā)射該鋼珠前,彈簧的彈性勢能的大小;
(3)鋼珠落到圓弧PQ上S點(diǎn)時(shí)速度的大小。

(1)(2)(3)

解析試題分析:(1)恰好能過N點(diǎn),則在N點(diǎn)時(shí)重力充當(dāng)向心力,所以根據(jù)牛頓第二定律可得(2分)
故解得          (1分)
(2) 彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和重力勢能,所以有   (2分)
解得:            (1分)
(3)從N點(diǎn)出來后,恰好做平拋運(yùn)動(dòng),所以在水平方向上有:        (1分)
在豎直方向上有:          (1分)
根據(jù)幾何知識(shí)可得:           (1分)
故解得          (1分)
根據(jù)速度的合成可得          (2分)
         (1分)
考點(diǎn):考查了圓周運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒,平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合應(yīng)用

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

NBA籃球賽非常精彩,吸引了眾多觀眾。經(jīng)常有這樣的場面:在臨終場0.1s的時(shí)候,運(yùn)動(dòng)員把球投出且準(zhǔn)確命中,獲得比賽的勝利。如果運(yùn)動(dòng)員投籃過程中對(duì)籃球做功為,出手高度為h1,籃筐距地面高度為h2,籃球的質(zhì)量為,空氣阻力不計(jì),則籃球進(jìn)筐時(shí)的動(dòng)能為

A.W+mgh1-mgh2 B.W+mgh2-mgh1
C.mgh1+mgh2-W D.mgh2-mgh1-W

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(9分)如圖,質(zhì)量分別為、的兩個(gè)小球A、B靜止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8m,A球在B球的正上方。 先將B球釋放,經(jīng)過一段時(shí)間后再將A球釋放。 當(dāng)A球下落t=0.3s時(shí),剛好與B球在地面上方的P點(diǎn)處相碰,碰撞時(shí)間極短,碰后瞬間A球的速度恰為零。已知,重力加速度大小為,忽略空氣阻力及碰撞中的動(dòng)能損失!

(i)B球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度;
(ii)P點(diǎn)距離地面的高度。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量分別為mA=m,mB=2m,mC=3m,放在光滑水平面上,三滑塊均在同一直線上.一輕質(zhì)彈簧的一端固定在滑塊B上,另一端與滑塊C接觸但未連接,B、C均靜止.現(xiàn)滑塊A以速度v0=與滑塊B發(fā)生碰撞(碰撞時(shí)間極短)后粘在一起,并壓縮彈簧推動(dòng)滑塊C向前運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間,滑塊C脫離彈簧,繼續(xù)在水平面上勻速運(yùn)動(dòng),求:

①被壓縮彈簧的最大彈性勢能
②滑塊C脫離彈簧后A、B、C三者的速度

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(12分)兩塊質(zhì)量都是m的木塊A和B在光滑水平面上均以速度v0/2向左勻速運(yùn)動(dòng),中間用一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接著,如圖所示,F(xiàn)從水平方向迎面射來一顆子彈,質(zhì)量為m/4,速度為v0,子彈射入木塊A并留在其中。求:

(1)在子彈擊中木塊后的瞬間木塊A、B的速度vA和vB的大小。
(2)在子彈擊中木塊后的運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢能。         

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(9分)如圖所示,豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道MN的半徑為R,MP為粗糙水平面.兩個(gè)小物塊A、B可視為質(zhì)點(diǎn),在半圓形軌道圓心O的正下方M處,處于靜止?fàn)顟B(tài).若A、B之間夾有少量炸藥,炸藥爆炸后,A恰能經(jīng)過半圓形軌道的最高點(diǎn)N,而B到達(dá)的最遠(yuǎn)位置恰好是A在水平面上的落點(diǎn).已知粗糙水平面與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求:

(1)A在軌道最高點(diǎn)的速度大。
(2)B到達(dá)的最遠(yuǎn)位置離M點(diǎn)的距離;
(3)A與B的質(zhì)量之比.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,在高H=2.5m的光滑、絕緣水平高臺(tái)邊緣,靜置一個(gè)小物塊B,另一帶電小物塊A以初速度v0=10.0m/s向B運(yùn)動(dòng),A、B 的質(zhì)量均為m=1.0×10-3kg。A與B相碰撞后,兩物塊立即粘在一起,并從臺(tái)上飛出后落在水平地面上。落地點(diǎn)距高臺(tái)邊緣的水平距離L=5.0m.已知此空間中存在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E=1.0×103N/C(圖中未畫出)假設(shè)A在滑行過程和碰撞過程中電量保持不變,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2。求:

(1)A、B碰撞過程中損失的機(jī)械能。
(2)試說明A帶電的電性,并求出其所帶電荷q的大小。
(3)在A、B的飛行過程中,電場力對(duì)它做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(18分)在半徑R=5 000 km的某星球表面,宇航員做了如下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成,將質(zhì)量m=0.2 kg的小球,從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止滑下,用力傳感器測出小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F,改變H的大小,可測出相應(yīng)的F大小,F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示.求:
 
(1)圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度.
(2)該星球的第一宇宙速度.
(3)從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止釋放小球,要使小球不脫離軌道,H的范圍是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,高為h的光滑斜面固定在水平地面上。一質(zhì)量為m的小物塊,從斜面頂端A由靜止開始下滑。重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。求:

(1)小物塊從斜面頂端A滑到底端B的過程中重力做的功W;
(2)小物塊滑到底端B時(shí)速度的大小v。

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