【題目】如圖所示，AB與CD是兩段半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，圓心連線O1O2水平，BC錯(cuò)開的距離略大于小球的直徑，整個(gè)裝置豎直放置于水平長(zhǎng)軌道MN上，AB與水平軌道MN相切于A點(diǎn)。有一自由長(zhǎng)度小于MP的輕彈簧左端固定于M處，右端與質(zhì)量為m的小球接觸（不拴接）。水平軌道MP段光滑，PA段粗糙、長(zhǎng)為2R，運(yùn)動(dòng)小球受到PA段阻力為小球重力的0.25倍。開始時(shí)，彈簧處于被壓縮的鎖定狀態(tài)，鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能EP=5mgR，解除鎖定后，小球?qū)⒈粡棾觯亓铀俣葹?/span>g，試計(jì)算：

（1）小球?qū)A弧軌道A點(diǎn)壓力的大小和方向；

（2）判斷小球能否過(guò)D點(diǎn)，若能過(guò)D點(diǎn)，則計(jì)算小球落在軌道MN上的位置離D點(diǎn)的水平距離。

【答案】（1） （2）

【解析】（1）解除彈簧鎖定后，彈簧彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球動(dòng)能

小球從P運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理

到圓弧軌道A點(diǎn)，設(shè)小球受軌道的彈力為N，運(yùn)用牛頓第二定律

由、、式，代入f＝0.25mg，EP=5mgR等，得：

根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)A弧軌道A點(diǎn)壓力，方向垂直水平軌道向下。

（2）如果小球恰好能經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，速度為，則有

小球從P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理

小球恰能到達(dá)D點(diǎn)所需的彈性勢(shì)能

由、、得：

因?yàn)?/span>>，所以小球能過(guò)D點(diǎn)，并從D點(diǎn)水平拋出

根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，得：

從D點(diǎn)平拋后

由、、得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，參加某電視臺(tái)娛樂(lè)節(jié)目的選手從較高的平臺(tái)上以水平速度躍出后，落在水平傳送帶上。已知平臺(tái)與傳送帶的高度差H＝1.8m，水池寬度s0＝1.2m，傳送帶AB間的距離L0＝20m。由于傳送帶足夠粗糙，假設(shè)選手落到傳送帶上后瞬間相對(duì)傳送帶靜止，經(jīng)過(guò)△t＝1.0s反應(yīng)時(shí)間后，立刻以a＝2m/s2恒定向右的加速度跑至傳送帶最右端。

（1）若傳送帶靜止，選手以v0＝3m/s的水平速度從平臺(tái)躍出，求選手從開始躍出到跑至傳送帶右端所經(jīng)歷的時(shí)間。

（2）若傳送帶以v＝1m/s的恒定速度向左運(yùn)動(dòng)，選手要能到達(dá)傳送帶右端，則他從高臺(tái)上躍出的水平速度v1至少為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為“嫦娥三號(hào)”登月軌跡示意圖．圖中M點(diǎn)為環(huán)地球運(yùn)行的近地點(diǎn)，N點(diǎn)為環(huán)月球運(yùn)行的近月點(diǎn)．a為環(huán)月球運(yùn)行的圓軌道，b為環(huán)月球運(yùn)行的橢圓軌道，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A. “嫦娥三號(hào)”在環(huán)地球軌道上的運(yùn)行速度大于11.2 km/s

B. “嫦娥三號(hào)”在M點(diǎn)進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時(shí)應(yīng)點(diǎn)火加速

C. 設(shè)“嫦娥三號(hào)”在圓軌道a上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度為a1，在橢圓軌道b上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度為a2，則a1＞a2

D. “嫦娥三號(hào)”在圓軌道a上的機(jī)械能小于在橢圓軌道b上的機(jī)械能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）下列操作正確的有_______（填選項(xiàng)代號(hào)）

A、在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長(zhǎng)木板的有滑輪一端

C、應(yīng)先接通電源，后釋放小車

D、電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)使用直流電源

（2）小車拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻變速運(yùn)動(dòng)，下圖是經(jīng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶的一段，打點(diǎn)順序是A、B、C、D、E，已知交流電頻率為50Hz，紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)，則AD段的平均速度是_______m/s，D點(diǎn)的瞬時(shí)速度是_______m/s．(結(jié)果要求保留三位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用如圖甲實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，m2從高處由靜止開始下落，m1拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶,0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，m1=50g、m2 =150g，g=9.8 m/s2。

(1)紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v5=________m/s.

(2)在打0～5點(diǎn)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk=________J，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量ΔEp=________J；由此得出的結(jié)論是____________________________________．

(3)若某同學(xué)作出了-h圖線(如圖丙)，據(jù)圖線得到的重力加速度為g0=________m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于地球的地磁場(chǎng)方向，下列說(shuō)法正確的是

A.在地表空間是從南極指向北極

B.在地表空間是從北極指向南極

C.在地表空間南半球是從赤道指向南極，北半球是從赤道指向北極

D.在地表空間南半球是從赤道指向北極，北半球是從赤道指向南極

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測(cè)力計(jì)．其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是____________．

(2)如圖所示，是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為_______s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm. 當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)，小車的速度大小 vD =________m/s，打下E點(diǎn)時(shí)，小車的速度大小 vE =______m/s (后兩空保留三位有效數(shù)字)．

(3)小車的加速度大小a＝________m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，在傾角為α的固定光滑斜面上，有一用繩子栓著的長(zhǎng)木板，木板上站著一只貓．已知木板的質(zhì)量是貓的質(zhì)量的 2 倍．當(dāng)繩子突然斷開時(shí)，貓立即沿著板向上 跑，以保持其相對(duì)斜面的位置不變．則此時(shí)木板沿斜面下滑的加速度為（　�。�

A. 1.5gsinα B. sinα C. gsinα D. 2gsinα

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的木塊靜止并栓接在豎立于地面的輕質(zhì)彈簧上，此時(shí)彈簧壓縮到x1處,若再施加一豎直向下的外力,使彈簧再壓縮到x2處，從撤出外力到將彈簧拉伸至最長(zhǎng) (彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi))的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是

A. 重力對(duì)木塊做負(fù)功,木塊的重力勢(shì)能一直增加

B. 木塊的機(jī)械能守恒，木塊的加速度先減小后增大

C. 木塊在x1處的動(dòng)能大于彈簧到原長(zhǎng)時(shí)木塊的動(dòng)能

D. 從x2到x1木塊的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和減小量等于木塊的重力勢(shì)能增加量

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同步練習(xí)冊(cè)答案