（10分）如圖所示，AB和CDO都是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道，OA處于水    平位置。AB是半徑為R＝2m的1／4圓周軌道，CDO是半徑為r＝1m的半圓軌道，最高點O處固定一個豎直彈性檔板。D為CDO軌道的中央點。BC段是水平粗糙軌道，與圓弧形軌道平滑連接。已知BC段水平軌道長L＝2m，與小球之間的動摩擦因數(shù)μ＝0．4�，F(xiàn)讓一個質(zhì)量為m＝1kg的小球P從A點的正上方距水平線OA高H處自由落下。（取g＝10m／s2）

（1）當H＝1．4m時，問此球第一次到達D點對軌道的壓力大小。

（2）當H＝1．4m時，試通過計算判斷此球是否會脫離CDO軌道。如果會脫離軌道，求脫離前球在水平軌道經(jīng)過的路程。如果不會脫離軌道，求靜止前球在水平軌道經(jīng)過的路程。

 

【答案】

(1)  (2) S=8.5m

【解析】

試題分析：（1）設小球第一次到達D的速度VD

P到D點的過程對小球列動能定理：      2分

在D點對小球列牛頓第二定律：    1分

聯(lián)立解得：     1分

（2）第一次來到O點，速度V1，P到O點的過程對小球列動能定理：

   解得：

要能通過O點，須

臨界速度

故第一次來到O點之前沒有脫離

設第三次來到D點的動能EK

對之前的過程列動能定理：

代入解得：EK=0

故小球一直沒有脫離CDO軌道

設此球靜止前在水平軌道經(jīng)過的路程S

對全過程列動能定理：

解得：S=8.5m

考點：考查動能定理和向心力公式的應用．

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導軌，其間距為L，導軌平面與水平面的夾角為θ．整個裝置處在磁感應強度為B，方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，．AC端連有電阻值為R的電阻．若將一質(zhì)量為M、電阻為r的金屬棒EF垂直于導軌在距BD端s處由靜止釋放，在棒EF滑至底端前會有加速和勻速兩個運動階段．今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把棒EF從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端．（導軌的電阻不計）
（1）求棒EF下滑過程中的最大速度；
（2）求恒力F剛推棒EF時棒的加速度；
（3）棒EF自BD端出發(fā)又回到BD端的整個過程中，電阻R上有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ab和cd是足夠長的平行光滑導軌，其間距為l，導軌平面與水平面的夾角為θ．整個裝置處在磁感應強度為B、方向垂直斜面向上的勻強磁場中．a(chǎn)c端連有電阻值為R的電阻．若將一質(zhì)量為m，垂直于導軌的金屬棒EF在距bd端S處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運動階段．今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從bd位置由靜止推至距bd端S處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到bd端．已知金屬棒EF的電阻為r，導軌的電阻不計，求：
（1）EF棒下滑過程中的最大速度？
（2）EF棒自bd端出發(fā)又回到bd端的整個過程中，電阻R中產(chǎn)生的熱量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導軌，其間距為L，導軌平面與水平面的夾角為α．整個裝置處在磁感應強度為B、方向垂直于導軌平面且向上的勻強磁場中．AC端連有阻值為R的電阻．若將一質(zhì)量為m、垂直于導軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，則棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運動階段（金屬棒及導軌的電阻不計）．求：
（1）金屬棒下滑速度為v時的加速度．
（2）金屬棒下滑過程中的最大速度．
（3）金屬棒下滑至BD端過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．
（4）若用大小為F、方向沿斜面向上的恒力把金屬棒EF從BD位置由靜止推至距BD端s處，此時撤去該力，金屬棒EF最后又回到BD端．金屬棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ab和cd是勻強磁場中與磁場方向垂直的平面內(nèi)兩條平行直線．在直線ab上的O點將同種帶電粒子以不同的初速度發(fā)射出去，初速度方向均沿Ob方向．其中粒子1在通過直線cd時，速度為v1，方向與cd垂直；粒子2在通過直線cd時，速度為v2，方向與cd夾角為60°．從射出到經(jīng)過直線cd，粒子1經(jīng)歷時間為t1，粒子2經(jīng)歷的時間為t2，則t1與t2的比值是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，AB和CD是半徑為R=1m的
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圓弧形光滑軌道，BC為一段長2m的水平軌道質(zhì)量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放，若物體與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)為0.1．求：
（1）物體第一次經(jīng)過B點時，對軌道的壓力
（2）物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度；
（3）物體最終停下來的位置與B點的距離．

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