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某游樂場中一種玩具車的運動情況可以簡化為如下模型：豎直平面內有一水平軌道AB與1/4圓弧軌道BC相切于B點，如圖所示。質量m=100kg的滑塊（可視為質點）從水平軌道上的 P 點在水平向右的恒力F的作用下由靜止出發(fā)沿軌道AC運動，恰好能到達軌道的末端C點。已知P點與B點相距L=6m，圓軌道BC的半徑R=3m，滑塊與水平軌道AB間的動摩擦因數μ=0.25，其它摩擦與空氣阻力均忽略不計。（g取10m/s2)求：

（1）恒力F的大�。�
（2）滑塊第一次滑回水平軌道時離B點的最大距離
（3）滑塊在水平軌道AB上運動經過的總路程S．

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）滑塊恰好能到達軌道的末端C點，說明滑塊從P到C動能變化為零，對滑塊應用動能定理
         （2分）
解得        （1分）
（2）設滑塊第一次返回水平軌道的最遠處P1離B點的距離為d
對滑塊從C到P1
         （1分）
解得：       （1分）
滑塊最終下落到達B點的速度將減至零，從而將在圓弧上以B點為最遠位置做往復運動，對滑塊在水平軌道上運動的全過程應用動能定理
    （2分）
解得            （1分）
考點：動能定理、功能關系

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖甲所示，粗糙水平面CD與光滑斜面DE平滑連接于D處；可視為質點的物塊A、B緊靠一起靜置于P點，某時刻A、B在足夠大的內力作用下突然分離，此后A向左運動．
已知：斜面的高度H=1.2m；A、B質量分別為1kg和0.8kg，且它們與CD段的動摩擦因數相同；A向左運動的速度平方與位移大小關系如圖乙；重力加速度g取10m/s2．

（1）求A、B與CD段的動摩擦因數；
（2）求A、B分離時B的速度大小vB；
（3）要使B能追上A，試討論P、D兩點間距x的取值范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在一個水平面上建立x軸，在過原點O垂直于x軸的平面的右側空間有一個勻強電場，場強大小E ＝6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個電荷量-5.0×10-8 C、質量m＝1.0×10-2 kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的動摩擦因數μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個初速度v0＝4.0 m/s，求物塊最終停止時的位置．（g取10 m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，離地H高處有一個質量為m、帶電量為+q的物體處于場強按E=E0—kt（E0、k均為大于零的常數，取水平向左為正方向）變化的電場中，物體與豎直絕緣墻壁間的動摩擦因數為μ，已知μqE0＞mg。若物體所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當物體下滑后脫離墻面，此時速度大小為，最終落在地面。

（1）在下圖中畫出反映摩擦力f隨時間t變化的圖線，并計算物體克服摩擦力所做的功。
（2）試分析物體從t=0開始的運動情況，并計算物體從t=0開始至落地的總時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，半徑分別為R和r的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過動摩擦因數為μ的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，若小球在兩圓軌道的最高點對軌道的壓力都恰好為零，試求CD段的長度.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖乙，一質量為m的平板車左端放有質量為M的小滑塊，滑塊與平板車之間的動摩擦因數為μ。開始時，平板車和滑塊共同以速度v0沿光滑水平面向右運動，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設碰撞時間極短，且碰撞后平板車速度大小保持不變，但方向與原來相反。平板車足夠長，以至滑塊不會滑出平板車右端，重力加速度為g。求：

①平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時兩者的共同速度；
②平板車第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時，平板車右端距墻壁的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖所示，在兩條平行的虛線內存在著寬度為L、場強為E的勻強電場，在與右側虛線相距也為L處有一與電場平行的屏。現有一電荷量為＋q、質量為m的帶電粒子(重力不計)，以垂直于電場線方向的初速度v0射入電場中，v0方向的延長線與屏的交點為O。試求：

（1）粒子從射入到打到屏上所用的時間；
（2）粒子打到屏上的點P到O點的距離；
（3）粒子在整個運動過程中動能的變化量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，A、B、C質量分別為mA=0.7kg，mB=0.2kg，mC=0.1kg，B為套在細繩上的圓環(huán)，A與水平桌面的動摩擦因數μ=0.2，另一圓環(huán)D固定在桌邊，離地面高h2=0.3m，當B、C從靜止下降h1=0.3m，C穿環(huán)而過，B被D擋住，不計繩子質量和滑輪的摩擦，取g=10m/s2，若開始時A離桌面足夠遠.

（1）請判斷C能否落到地面.
（2）A在桌面上滑行的距離是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，以A、B和C、D為端點的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內，一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠B點，上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、C，一物塊被輕放在水平勻速運動的傳送帶上E點，運動到A時剛好與傳送帶速度相同，然后經A沿半圓軌道滑下，再經B滑上滑板，滑板運動到C時被牢固粘連，物塊可視為質點，質量為m，滑板質量M=2m，兩半圓半徑均為R，板長=6.5R，板右端到C的距離L在R＜L＜5R范圍內取值，E距A為S=5R，物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動摩擦因數均μ=0.5，重力加速度取g。

（1）求物塊滑到B點的速度大��；
（2）試討論物塊從滑上滑板到離開滑板右端的過程中，克服摩擦力做的功Wf與L的關系，并判斷物塊能否滑到CD軌道的中點。

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