【題目】如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛小車，小車的左端為半徑R=0.2m的四分之一光滑圓弧軌道AB，AB的最低點(diǎn)B與小車的上表面相切。現(xiàn)小車的左側(cè)靠在豎直墻壁上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A點(diǎn)正上方H=0.25m處無(wú)初速度下落，恰好落入小車圓弧軌道，并沿圓弧軌道滑下最終小車與物塊一起運(yùn)動(dòng)。已知小車的質(zhì)量為M=5kg，物塊的質(zhì)量為m=1kg，物塊與小車水平部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 0.5，不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時(shí)的能量損失，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大小及軌道對(duì)它支持力FN的大小；

（2）物塊和小車最終速度v的大小及此過(guò)程產(chǎn)生的熱量Q；

（3）物塊最終距離B點(diǎn)的距離x。

【答案】(1)3m/s，55N(2)0.5m/s，3.75J(3)0.75m

【解析】

(1)從物塊開(kāi)始下落到物塊到達(dá)B點(diǎn)過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得

mg（H+R）=

代入數(shù)據(jù)解得

vB=3m/s

在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得

FN-mg =m

得

FN=55N

(2)小車離開(kāi)墻壁后小車與物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得

mvB=（M+m）v

解得

v=0.5m/s

由能量守恒定律得

- =Q

得

Q=3.75J

(3)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量

Q=fx=μmgx

得

x=0.75m

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】用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。

（1）組裝單擺時(shí)，應(yīng)在下列器材中選用__________（選填選項(xiàng)前的字母）。

A．長(zhǎng)度為1 m左右的細(xì)線

B．長(zhǎng)度為30 cm左右的細(xì)線

C．直徑為1.8 cm的塑料球

D．直徑為1.8 cm的鐵球

（2）測(cè)出懸點(diǎn)O到小球球心的距離（擺長(zhǎng)）L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度g=_______（用L、n、t表示）。

（3）下表是某同學(xué)記錄的乙組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計(jì)算處理。

組次

1

2

3

擺長(zhǎng)L/cm

80.00

90.00

100.00

50次全振動(dòng)所用的時(shí)間t/s

90.0

95.5

100.5

振動(dòng)周期T/s

1.80

1.91

重力加速度g/(ms-2)

9.74

9.73

請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的T=________s，g=___________。

（4）用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出圖像，也可以求出重力加速度g，已知三位同學(xué)做出的圖線的示意圖如下圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過(guò)原點(diǎn)，圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠t相對(duì)于圖線b，下列分析正確的是_________（選填選項(xiàng)前的字母）。

A．出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)L

B．出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次

C．圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值

（5）同學(xué)在家里測(cè)重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如下圖所示，由于家里只有一根量程為30 cm的刻度尺，于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記，使得懸點(diǎn)O到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變，通過(guò)改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為和時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為、。由此可得重力加速度g=__________（用、、、表示）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在一閉合電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r均保持不變，當(dāng)外電阻R變化時(shí)，下列說(shuō)法中，正確的是

A.因?yàn)?/span>，所以R增大時(shí)，路端電壓增大

B.因?yàn)?/span>，所以電流I增大時(shí)，路端電壓減小

C.因?yàn)?/span>，當(dāng)R增大時(shí)，I減小，所以路端電壓不變

D.因?yàn)?/span>，所以當(dāng)外電路切斷時(shí)，路端電壓為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，圖甲為一簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)的波形圖，P是平衡位置在x= 0.5m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x =2m處的質(zhì)點(diǎn)；圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.這列波沿x軸正方向傳播B.這列波的傳播速度為2m/s

C.t=0.15s，P的加速度方向與速度方向相同D.從t=0.10s到t=0.15s，P通過(guò)的路程為10cm

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先平衡小車與木板之間的摩擦力。該同學(xué)是這樣操作的：如圖乙，將小車靜止地放在水平長(zhǎng)木板上，并連著已穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，調(diào)整木板右端的高度，接通電源，用手輕撥小車，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列___的點(diǎn)，說(shuō)明小車在做___運(yùn)動(dòng)。

（2）如果該同學(xué)先如（1）中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力為F，在小車質(zhì)量M保持不變情況下，不斷往桶里加砂，砂的質(zhì)量最終達(dá)到M，測(cè)小車加速度a，作a－F的圖象。如圖丙圖線正確的是___。

（3）設(shè)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1和s2。下圖為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s2的情況，從圖中可讀出s1＝3.10cm，s2＝__cm，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，由此求得加速度的大小a＝___m/s2。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，斜面體放在水平地面上，A、B兩個(gè)長(zhǎng)方體物塊疊放在斜面上，用跨過(guò)滑輪的細(xì)繩將物塊B與物塊C連接，滑輪左側(cè)細(xì)繩與斜面平行，斜面體和各物體均靜止，各接觸面均粗糙。下列說(shuō)法正確的是

A.物塊B與斜面體間一定有摩擦力

B.斜面體與水平地面間無(wú)摩擦力

C.斜面體對(duì)物塊B的摩擦力大小可能等于物塊C的重力

D.物塊A對(duì)物塊B的摩擦力方向一定沿接觸面向上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)長(zhǎng)度為4 m、傾角為37°的斜面AB在水平面上固定不動(dòng)，斜面低端與水平面平滑連接，物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度大小不變。將物塊從斜面頂端A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)后停下。已知物塊在水平面上的位移為1 m，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8，取g=10m/s2.求

(1)物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度大小；

(2)物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

(3)物塊在C點(diǎn)獲得多大向左的速度可以沿斜面向上運(yùn)動(dòng)1m。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線（方向未標(biāo)出），虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為，粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為，速度大小分別為，電勢(shì)能分別為。下列判斷正確的是

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的豎直絕緣管內(nèi)壁粗糙程度處處相同，處在方向彼此垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為E和B，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為+q的小球從靜止開(kāi)始沿管下滑，下列關(guān)于小球所受彈力N、運(yùn)動(dòng)速度v、運(yùn)動(dòng)加速度a、運(yùn)動(dòng)位移x，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t之間的關(guān)系圖像中正確的是（ ）

A. B.

C. D.

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同步練習(xí)冊(cè)答案