【題目】(12分) 如圖所示，在水平平臺(tái)上有一質(zhì)量m=0.1kg的小球壓縮輕質(zhì)彈簧(小球與彈簧不拴連)至A點(diǎn)，平臺(tái)的B端連接兩個(gè)半徑都為R=0.2m，且內(nèi)壁都光滑的二分之一細(xì)圓管BC及CD，圓管內(nèi)徑略大于小球直徑，B點(diǎn)和D點(diǎn)都與水平面相切。在地面的E點(diǎn)安裝了一個(gè)可改變傾角的長(zhǎng)斜面EF，已知地面DE長(zhǎng)度為1.5m，且小球與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.3，小球與可動(dòng)斜面EF間的動(dòng)摩擦因數(shù)。現(xiàn)釋放小球，小球彈出后進(jìn)入細(xì)圓管，運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度大小為5m/s，求：

(1)小球經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁的作用力；

(2)小球經(jīng)過E點(diǎn)時(shí)的速度大小；

(3)當(dāng)斜面EF與地面的傾角θ(在0~90°范圍內(nèi))為何值時(shí)，小球沿斜面上滑的長(zhǎng)度最短(小球經(jīng)過E點(diǎn)時(shí)速度大小不變)？并求出最短長(zhǎng)度。

【答案】(1) 13.5N，方向豎直向下(2) (3)

【解析】試題分析：根據(jù)牛頓第二定律，求出小球通過D點(diǎn)時(shí)的彈力；小球從D到E小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度位移公式求出E點(diǎn)的速度；根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，再根據(jù)速度位移公式求出位移表達(dá)式，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)求出最短長(zhǎng)度。

（1）小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律：

解得：

由牛頓第三定律，小球?qū)鼙诘淖饔昧?/span>13.5N，方向豎直向下

(2)從D到E小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

根據(jù)速度位移公式：

解得：

(3)設(shè)由E點(diǎn)到最高點(diǎn)的距離為s

根據(jù)牛頓第二定律：

根據(jù)速度位移公式：

解得：

當(dāng)時(shí)，最小值

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,下端固定的豎直輕彈簧上連接著質(zhì)量為 m的小球A,在豎直向下力F作用下, 彈簧被壓縮到B點(diǎn)(彈簧彈性限度內(nèi)) ,小球靜止,此時(shí)力 F=2 mg。現(xiàn)突然撒去力F, 小球?qū)⑾蛏蠌幤鹬敝了俣葹榱?不計(jì)空氣阻力,(重力加速度為g) 則小球在上升的過程中( )

A. 小球先向上做勻加速運(yùn)動(dòng)再做勻減速運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí), 小球速度最大

C. 撒去力F瞬間, 小球加速度大小為2 g

D. 小球的加速度先減小再增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小球m在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是

A. 小球通過最高點(diǎn)的最小速度為

B. 運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)小球一定擠壓外側(cè)管壁

C. 小球在水平線ab以下管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

D. 小球在水平線ab以上管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體處于場(chǎng)強(qiáng)按E＝E0－kt(E0、k均為大于零的常數(shù)，取水平向左為正方向)變化的電場(chǎng)中，物體與豎直墻壁間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)t＝0時(shí)刻物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．若物體所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且電場(chǎng)空間和墻面均足夠大，下列說法正確的是( )

A. 物體開始運(yùn)動(dòng)后加速度不斷增大

B. 物體開始運(yùn)動(dòng)后加速度先增加、后減小

C. 經(jīng)過時(shí)間t＝E0/k，物體在豎直墻壁上的位移達(dá)最大值

D. 經(jīng)過時(shí)間t＝(μqE0－mg)/μkq，物體運(yùn)動(dòng)速度達(dá)最大值

【答案】AC

【解析】試題分析：電場(chǎng)改變方向之前，物體沿豎直墻運(yùn)動(dòng)，由于水平方向支持力與電場(chǎng)力相等，電場(chǎng)強(qiáng)度減弱，所以支持力減小，故摩擦力減小，所以物體受到的重力和摩擦力的合力增大；電場(chǎng)改為水平向右時(shí)，物體受互相垂直的重力和電場(chǎng)力，而電場(chǎng)力隨電場(chǎng)強(qiáng)度的增大而增大，所以合力增大，因此，整個(gè)過程中，物體運(yùn)動(dòng)的加速度不斷增大，且速度不斷增大，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí)，物體開始離開墻壁，即，所以，物體在豎直墻壁上的位移達(dá)最大值，故C正確；根據(jù)A選項(xiàng)分析，物體運(yùn)動(dòng)的加速度不斷增大，且速度不斷增大，故D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)：牛頓第二定律、電場(chǎng)強(qiáng)度

【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要找出物體的合力，對(duì)物體僅僅受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律求出物體的加速度大小和方向，根據(jù)物體的初狀態(tài)確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，由于電場(chǎng)強(qiáng)度是隨時(shí)間變化的，求合力時(shí)應(yīng)注意其大小和方向。

【題型】單選題
【結(jié)束】
11

【題目】如圖所示為某海上救援船的機(jī)械臂工作的示意圖。機(jī)械臂AB、BC由高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料制成，A端固定一個(gè)定滑輪，BC可以繞B自由轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼絲繩的一端穿過C點(diǎn)并固定，另一端纏繞于可以轉(zhuǎn)動(dòng)的立柱D上，其質(zhì)量可以忽略不計(jì)。在某次轉(zhuǎn)移貨物的過程中，機(jī)械臂AB始終保持豎直。下列說法正確的是（ ）

A. 保持BC不動(dòng)，使AB緩慢伸長(zhǎng)，則BC所受的力增大

B. 保持AB不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)立柱D，使CA變長(zhǎng)，則BC所受的力大小保持不變

C. 保持AB不動(dòng)，使BC緩慢伸長(zhǎng)，則BC所受的力增大

D. 保持AB不動(dòng)，使BC緩慢伸長(zhǎng)且逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，BC所受的力增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送人同步圓軌道3．軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是（　�。�

A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率
B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度
C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度
D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量m=2kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），以v0=5m/s的水平初速度滑上靜止在光滑水平面的平板小車，若平板小車質(zhì)量M=3kg，長(zhǎng)L=4.8m�；瑝K在平板小車上滑移1.5s后相對(duì)小車靜止。求：

（1）滑塊與平板小車之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ；

（2）若要滑塊不滑離小車，滑塊的初速度不能超過多少。（g取10m/s2）

【答案】（1）0.2 （2）v0 =4m/s

【解析】試題分析：ⅰ．m滑上平板小車到與平板小車相對(duì)靜止，設(shè)速度為v1

據(jù)動(dòng)量守恒定律：

對(duì)m由動(dòng)量定理：

解得:

ⅱ．設(shè)當(dāng)滑塊剛滑到平板小車的右端時(shí)，兩者恰有共同速度，為v2

由動(dòng)量守恒定律：

解得：

考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒，動(dòng)能定理

【名師點(diǎn)睛】以滑塊與小車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受合外力為零，由動(dòng)量守恒定律可以求出它們共同運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，對(duì)滑塊由動(dòng)量定理可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)．根據(jù)能量守恒定律求出滑塊的最大初速度．

【題型】解答題
【結(jié)束】
16

【題目】為了使航天員能適應(yīng)失重環(huán)境下的工作和生活，國(guó)家航天局組織對(duì)航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練時(shí)創(chuàng)造出了一種失重環(huán)境。航天員乘坐在總質(zhì)量m=5×104kg的訓(xùn)練飛機(jī)上，飛機(jī)以200 m/s的速度與水平面成30°傾角勻速飛升到7 000 m高空時(shí)向上拉起，沿豎直方向以v0=200 m/s的初速度向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻減速的加速度大小為g，當(dāng)飛機(jī)到最高點(diǎn)后立即掉頭向下，沿豎直方向以加速度g做勻加速運(yùn)動(dòng)，這段時(shí)間內(nèi)便創(chuàng)造出了完全失重的環(huán)境。當(dāng)飛機(jī)離地2 000 m高時(shí)，為了安全必須拉起，之后又可一次次重復(fù)為航天員提供失重訓(xùn)練。若飛機(jī)飛行時(shí)所受的空氣阻力F=kv(k=900 N·s/m)，每次飛機(jī)速度達(dá)到350 m/s后必須終止失重訓(xùn)練(否則飛機(jī)可能失控)。求:(整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，重力加速度g的大小均取10 m/s2)

(1)飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間。

(2)飛機(jī)從最高點(diǎn)下降到離地4 500 m時(shí)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，整個(gè)裝置處在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電量相同的帶正電小球a、b,以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)（小球的直徑略小于半圓管的內(nèi)經(jīng)，且忽略兩小球之間的相互作用），a通過最高點(diǎn)A時(shí),對(duì)外管壁的壓力大小為3、5mg，b通過最高點(diǎn)A時(shí),對(duì)內(nèi)管壁的壓力大小0、25mg，已知兩小球所受電場(chǎng)力的大小為重力的一半。

求（1）a、b兩球落地點(diǎn)距A點(diǎn)水平距離之比；

（2）a、b兩球落地時(shí)的動(dòng)能之比。

【答案】（1）4∶3 （2）8∶3

【解析】

試題分析：（1）以a球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)其到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為，根據(jù)向心力公式有：

其中

解得：

以b球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)其到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為vb，根據(jù)向心力公式有：

其中

解得：

兩小球脫離半圓管后均做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可得它們的水平位移之比：

（2）兩小球做類平拋運(yùn)動(dòng)過程中，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理有：

對(duì)a球：

解得：

對(duì)b球：

解得：

則兩球落地時(shí)的動(dòng)能之比為：

考點(diǎn)：本題考查靜電場(chǎng)、圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)，意在考查考生的分析綜合能力。

【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)小球在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律求出平拋的初速度，再結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解。

【題型】解答題
【結(jié)束】
19

【題目】如圖所示，傾角θ=37°的光滑且足夠長(zhǎng)的斜面固定在水平面上，在斜面頂端固定一個(gè)輪半徑和質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪D，質(zhì)量均為m=1kg的物體A和B用一勁度系數(shù)k=240N/m的輕彈簧連接，物體B被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住。用一不可伸長(zhǎng)的輕繩使物體A跨過定滑輪與質(zhì)量為M的小環(huán)C連接，小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)桿，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)靜止時(shí)，環(huán)C位于Q處，繩與細(xì)桿的夾角α=53°，且物體B對(duì)擋板P的壓力恰好為零。圖中SD水平且長(zhǎng)度 為d=0．2m，位置R與位置Q關(guān)于位置S對(duì)稱，輕彈簧和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行�，F(xiàn) 讓環(huán)C從位置R由靜止釋放，sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取10m/s2。

求：（1）小環(huán)C的質(zhì)量 M；

（2）小環(huán)C通過位置S時(shí)的動(dòng)能 Ek及環(huán)從位置R運(yùn)動(dòng)到位置S的過程中輕繩對(duì)環(huán)做的功WT；

（3）小環(huán)C運(yùn)動(dòng)到位置Q的速率v．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，木板可繞固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)．木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置，木板上的物塊始終相對(duì)于木板靜止．在這一過程中，物塊的重力勢(shì)能增加了2J．用FN表示物塊受到的支持力，用Ff表示物塊受到的摩擦力．在此過程中，以下判斷正確的是（　�。�

A.FN和Ff對(duì)物塊都不做功
B.FN對(duì)物塊做功為2 J，F(xiàn)f對(duì)物塊不做功
C.FN對(duì)物塊不做功，F(xiàn)f對(duì)物塊做功為2 J
D.FN和Ff對(duì)物塊所做功的代數(shù)和為0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩另一端系著繩套B、C（用來連接彈簧測(cè)力計(jì)）。其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。

⑴、在實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)第一步用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住兩個(gè)細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置O，并記下O點(diǎn)位置；第二步用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)達(dá)到同一位置O點(diǎn)。第一步中還必須記錄的是（ ）

A、兩細(xì)繩的長(zhǎng)度和兩細(xì)繩的方向

B、兩細(xì)繩套的方向和兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)

C、橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度和兩細(xì)繩的方向

D、兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)和橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度

⑵、在實(shí)驗(yàn)中，如果只將細(xì)繩換成橡皮筋，其它步驟沒有改變，那么實(shí)驗(yàn)結(jié)果_________ （填“會(huì)”或“不會(huì)”）發(fā)生變化.

⑶、本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是（ ）

A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.控制變量法

C.建立物理模型法 D.等效替代法

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同步練習(xí)冊(cè)答案