探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一，物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān)，為了研究砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能E_k與角速度ω的關(guān)系，某同學(xué)采用了下述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究：先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)，測(cè)得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功，砂輪最后停下，測(cè)出砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組ω和n如下表所示：

（12分）如圖，一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一初速度從A點(diǎn)水平拋出，恰好從圓管BCD的B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧，經(jīng)BCD從圓管的最高點(diǎn)D射出，恰好又落到B點(diǎn)．已知圓弧的半徑為R且A與D在同一水平線上，BC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=60°，不計(jì)空氣阻力．求：

（1）小球從A點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v₀的大��；
（2）在D點(diǎn)處管壁對(duì)小球的作用力N；
（3）小球在圓管中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做的功W_f．

(14分)據(jù)報(bào)道：2012年10月14日，奧地利男子費(fèi)利克斯·鮑姆加特納在美國(guó)新墨西哥州東南部羅斯韋爾地區(qū)成功完成高空極限跳傘，從3.9萬米高度起自由落體，創(chuàng)下紀(jì)錄；時(shí)速達(dá)到約1342公里，成為不乘坐噴氣式飛機(jī)或航天飛行器而超音速飛行的世界第一人．
（1）設(shè)定鮑姆加特納連同裝備總質(zhì)量為，從距地高H處由靜止開始豎直下落時(shí)達(dá)到最大速度，打開降落傘后，到達(dá)地面時(shí)速度可忽略不計(jì)，設(shè)定他下落整個(gè)過程中各處重力加速度都為．求：
①鮑姆加特納連同裝備從開始下落至到達(dá)地面的過程中，損失的機(jī)械能；
②由靜止開始下落達(dá)到最大速度的過程中，克服阻力所做的功．
（2）實(shí)際上重力加速度與距地面高度有關(guān)，設(shè)定地面重力加速度數(shù)值為，地球半徑R="6400" km，求距地高度處的重力加速度數(shù)值．(保留三位有效數(shù)字，不考慮地球自轉(zhuǎn)影響)

（16分）如圖所示，質(zhì)量為的木板A靜止在光滑水平面上，其右端與固定擋板相距，內(nèi)壁光滑的彈射器利用壓縮彈簧把質(zhì)量為的物塊B（視為質(zhì)點(diǎn)）水平向右彈射出去，B彈出后從A左端的上表面水平滑入，之后立刻拿走彈射器。已知A足夠長(zhǎng)，B不會(huì)從A表面滑出，A與擋板的碰撞無機(jī)械能損失；彈射器彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能為，重力加速度為，不計(jì)空氣阻力。

（1）B從A左端的上表面水平滑入時(shí)的初速度大小
（2）若A與擋板碰撞前，A、B已相對(duì)靜止，求A碰撞擋板前的速度
（3）若A與擋板只發(fā)生一次碰撞，求A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)滿足的條件。

（18分）如圖所示，光滑水平面右端B處連接一個(gè)豎直的半徑為R的光滑圓軌道，在離B距離為的A點(diǎn)，用水平恒力將質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從靜止開始推到B處后撤去恒力，然后沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到C處后，又正好落回到A點(diǎn)，求：

（1）試推導(dǎo)小球在C點(diǎn)飛出時(shí)的速度表達(dá)式（用、、表示）；
（2）欲完成上述運(yùn)動(dòng)，當(dāng)為何值時(shí)推力做的功最小？最小值為多少？
（3）若水平恒力做的功與的關(guān)系如圖所示，試求小球的質(zhì)量和圓軌道半徑。（取）

如圖所示，MN為平行板電容器C兩極板，極板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩極板的間距為d,虛線到M板距離為d，右端為屏，屏足夠大與極板垂直，到極板右端的距離為D。有一細(xì)電子束沿圖中虛線以速度v₀連續(xù)不斷地射入電場(chǎng)且能穿出。已知電子電量為e，電子質(zhì)量為m,平行板電容器極板間可調(diào)偏轉(zhuǎn)電壓為U_MN，忽略細(xì)電子束的寬度及電子所受的重力及電子間的相互作用力。求：

（1）兩板間所加偏轉(zhuǎn)電壓U_MN的范圍
（2）若兩板間電壓恒定為,且N板電勢(shì)比M板高，電子飛出平行板時(shí)的動(dòng)能多大？
（3）在（2）這種情況下，電子到達(dá)屏上時(shí)，它   離O點(diǎn)的距離y。

由相同材料的木板搭成的軌道如圖，其中木板AB、BC、CD、DE、EF┅長(zhǎng)均為L(zhǎng)=1.5m，木板OA和其它木板與水平地面的夾角都為β=37⁰（sin37⁰=0.6，con37⁰=0.8），一個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的物體在木板OA上從圖中的離地高度h=1.8m處由靜止釋放，物體與木板的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ=0.2，在兩木板交接處都用小曲面相連，使物體能順利地經(jīng)過它，既不損失動(dòng)能，也不會(huì)脫離軌道。在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，重力加速度取10m/s²，問：

（1）物體能否靜止在木板上？請(qǐng)說明理由。
（2）物體運(yùn)動(dòng)的總路程是多少？
（3）物體最終停在何處？并作出解釋。

（17分）如圖所示，半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向間的夾角θ＝37°，另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)。C點(diǎn)右側(cè)的光滑水平面上緊挨C點(diǎn)靜止放置一木板，木板質(zhì)量M＝1kg，上表面與C點(diǎn)等高。質(zhì)量為m＝1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從空中A點(diǎn)以v₀＝1.2m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線方向進(jìn)入軌道。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g＝10m/s²。求：

（1）物塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度v_C；
（2）若木板足夠長(zhǎng)，物塊在木板上相對(duì)滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量Q。

(8分)如圖所示，空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E＝2.0×10⁴N/C，在A處有一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的質(zhì)點(diǎn)，所帶電荷量為q=+2.0×10^-4C,用一長(zhǎng)為L(zhǎng)＝600cm的不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線與固定點(diǎn)O連接。AO與電場(chǎng)線平行處于水平狀態(tài)，取g=10m/s² .現(xiàn)讓該質(zhì)點(diǎn)在A處?kù)o止釋放，求：

（1）質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)電場(chǎng)力做的功；
（2）質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)的速度大小ν。

（18分）如圖所示，質(zhì)量為的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）自光滑圓弧形槽的頂端A處無初速度的滑下。槽的底端與水平傳送帶相切于左傳導(dǎo)輪頂端的B點(diǎn)，A、B的高度差為.傳導(dǎo)輪半徑很小，兩個(gè)輪之間的距離為，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù).右端的輪子上沿距離地面的高度為.()

（1）若槽的底端沒有放滑塊，傳送帶靜止不轉(zhuǎn)，滑塊滑過C點(diǎn)時(shí)的速度大小；
（2）若下滑前將質(zhì)量為的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）停放在槽的底端。下滑后與發(fā)生彈性碰撞，且碰撞后速度方向不變，則、應(yīng)該滿足什么條件？
（3）若在（2）的前提條件下，若傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，且速度為m/s。求滑塊、落地點(diǎn)間的最大距離。