【題目】如圖1所示是某游樂場的過山車，現(xiàn)將其簡化為如圖2所示的模型：傾角θ=37°、L=60cm的直軌道AB與半徑R=10cm的光滑圓弧軌道BCDEF在B處平滑連接，C、F為圓軌道最低點(diǎn)，D點(diǎn)與圓心等高，E為圓軌道最高點(diǎn)；圓軌道在F點(diǎn)與水平軌道FG平滑連接，整條軌道寬度不計(jì)，其正視圖如圖3所示�，F(xiàn)將一質(zhì)量m=50g的滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)從A端由靜止釋放。已知滑塊與AB段的動摩擦因數(shù)μ1=0.25，與FG段的動摩擦因數(shù)μ2=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。

（1）求滑塊到達(dá)E點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小FN；

（2）若要滑塊能在水平軌道FG上停下，求FG長度的最小值x；

（3）若改變釋放滑塊的位置，使滑塊第一次運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)速度剛好為零，求滑塊從釋放到它第5次返回軌道AB上離B點(diǎn)最遠(yuǎn)時(shí)，它在AB軌道上運(yùn)動的總路程s。

【答案】（1）FN=0.1N（2）x=0.52m（3）

【解析】

（1）滑塊從A到E，由動能定理得：

代入數(shù)據(jù)得：

滑塊到達(dá)E點(diǎn)：

代入已知得：FN=0.1N

（2）滑塊從A下滑到停在水平軌道FG上，有

代入已知得：x=0.52m

（3）若從距B點(diǎn)L0處釋放，則從釋放到剛好運(yùn)動到D點(diǎn)過程有：

代入數(shù)據(jù)解得：L0=0.2m

從釋放到第一次返回最高點(diǎn)過程，若在軌道AB上上滑距離為L1，則：

解得：

同理，第二次返回最高點(diǎn)過程，若在斜軌上上滑距離為L2，有：

故第5次返回最高點(diǎn)過程，若在斜軌上上滑距離為L5，有：

所以第5次返回軌道AB上離B點(diǎn)最遠(yuǎn)時(shí)，它在AB軌道上運(yùn)動的總路程

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】在一段交通直道上，一位交警正在路邊執(zhí)勤，突然一輛“鬼火”摩托車以72km/h的速度從他的身邊駛過。交警的反應(yīng)時(shí)間為0.5s，用2s的時(shí)間啟動警車。啟動警車后以的加速度勻加速向違章者追去，當(dāng)警車達(dá)到最高限速126km/h后開始勻速，違章者始終以原速度做勻速直線運(yùn)動。求：

（1）交警發(fā)動警車后，經(jīng)過多長時(shí)間可追上違章者？

（2）警車追上摩托車前最大間距為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一軌道由半徑為0.8m的四分之一豎直圓弧軌道AB和水平直軌道BC在B點(diǎn)平滑連接而成，現(xiàn)有一質(zhì)量為0.2kg的小物塊從A點(diǎn)無初速度釋放，BC 段長L BC =0.50m，小物塊與BC 段的動摩擦因數(shù)為 μ=0.5，小物塊滑離C點(diǎn)后恰好落在半徑也為0.8m的凹形半圓面上的最底點(diǎn)D處，CE為凹形半圓直徑且水平。求

（1）小物塊運(yùn)動至C點(diǎn)的速度大�。�

（2）經(jīng)過圓弧上的B點(diǎn)時(shí)，小物塊對B點(diǎn)的壓力大小。

（3）小物塊在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功

（4）若小物塊在A點(diǎn)下落時(shí)給它一個(gè)向下的速度，小物塊能否垂直打在凹形半圓面時(shí)（速度方向與凹形半圓面垂直）？如能請求出該情形小物塊經(jīng)過B點(diǎn)的速度大小，如不能請說明原因。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為I，上端串有電阻R（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì)）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦。從靜止釋放后M保持水平而下滑，（重力加速度為g）試求：

（1）ab的最大加速度速度大小am；

（2）ab下滑的最大速度速度Vm；

（3）若ab棒由靜止開始經(jīng)t時(shí)間恰打到最大速度，則這一過程ab棒下落的高度h是多少。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，是一提升重物用的直流電動機(jī)工作時(shí)的電路圖，電動機(jī)的內(nèi)阻r=0.8Ω，電路中另一電阻R=10Ω，直流電壓U=160V，電壓表的示數(shù)UV=110V．試求：

（1）通過電動機(jī)的電流？

（2）電動機(jī)的輸入電功率？

（3）如果電動機(jī)以1m/s的速度勻速豎直向上提升重物，求該重物的質(zhì)量是多少？（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小船橫渡一條河，為盡快到達(dá)對岸，船頭方向始終與河岸垂直，為避免船撞擊河岸，小船先加速后減速運(yùn)動，使小船到達(dá)河對岸時(shí)恰好不與河岸相撞。小船在靜水中的行駛速度如圖甲所示，水的流速如圖乙所示，則下列關(guān)于小船渡河說法正確的是

A. 小船的運(yùn)動軌跡為直線

B. 小船渡河的河寬是150m

C. 小船到達(dá)對岸時(shí)，沿河岸下游運(yùn)動了60m

D. 小船渡河的最大速度是13m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電容器的電容為C，定值電阻為R，導(dǎo)軌電阻為r，導(dǎo)線的電阻不計(jì)�，F(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運(yùn)動，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運(yùn)動時(shí)

A. 回路中的電流為

B. 電阻兩端的電壓為

C. 電容器所帶電荷量為

D. 為保持MN勻速運(yùn)動，需對其施加的拉力大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，MN為半徑R＝0.4 m、固定于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，O為圓心，M、O、P三點(diǎn)在同一水平線上，M的下端與軌道相切處放置豎直向上的彈簧槍，可發(fā)射速度不同但質(zhì)量均為m＝0．01 kg的小鋼珠，小鋼珠每次都在M點(diǎn)離開彈簧槍。某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)恰好與軌道無作用力，水平飛出后落到OP上的Q點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2。求：

(1)小鋼珠經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)速度的大小vN；

(2)小鋼珠離開彈簧槍時(shí)的動能Ek；

(3)小鋼珠在平板上的落點(diǎn)Q與圓心O點(diǎn)的距離s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年5月26日，2019環(huán)太原國際公路自行車賽在山西博物院鳴槍發(fā)車，來自世界五大洲的男女各20支車隊(duì)開始太原賽段的爭奪。這是一項(xiàng)挑戰(zhàn)速度與耐力的運(yùn)動，沿途的環(huán)境和風(fēng)景都十分秀麗，也給這項(xiàng)異常艱苦的運(yùn)動帶來了溫馨和愜意。某運(yùn)動員騎行經(jīng)過一段上坡道路時(shí)可簡化為勻減速直線運(yùn)動，共用時(shí)20 s。已知該運(yùn)動員騎行上坡過程中最初2 s和最后2 s運(yùn)動的位移分別為23.2 m和8.8 m。求：

（1）運(yùn)動員騎行上坡時(shí)的加速度a；

（2）這一段坡道的長度L。

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