(18分)某校興趣小組制作了一個游戲裝置，其簡化模型如圖所示，在A點用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以水平速度彈射出去，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑R=0.1m的光滑豎直圓形軌道，運行一周后自B點向C點運動，C點右側(cè)有一陷阱，C、D兩點的豎直高度差h=0.2m，水平距離s=0.6m，水平軌道AB長為L1=0.5m，BC長為L2 =1.5m，小滑塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度g=10m/s2。

（1）若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點，求小滑塊在A點彈射出的速度大��；

（2）若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運行一周離開圓形軌道后只要不掉進陷阱即為勝出。求小滑塊在A點彈射出的速度大小范圍。

（3）若小滑塊是與從光滑斜軌道E點靜止釋放的小球發(fā)生完全非彈性碰撞后，離開A點的（小球質(zhì)量與小滑塊的質(zhì)量相等，且均可視為質(zhì)點，斜軌道與水平地面平滑連接），求當滿足（2）中游戲規(guī)則時，釋放點E與過A水平面的豎直高度H的大小范圍。

 

見試題分析

【解析】

試題分析：【解析】
小滑塊恰能通過圓軌道最高點的速度為v，由牛頓第二定律：

① （1分）

由B到最高點小滑塊機械能守恒得： ② （1分）

由A到B動能定理： ③ （1分）

由以上三式解得A點的速度為： （1分）

（2）若小滑塊剛好停在C處，則A到C動能定理： ④ （2分）

解得A點的速度為 （1分）

若小滑塊停在BC段，應滿足 （1分）

若小滑塊能通過C點并恰好越過壕溝，利用平拋運動則有 ：

豎直方向： ⑤（1分）

水平方向： ⑥ （1分）

從A到C由動能定理： ⑦ （2分）

解得： （1分）

所以初速度的范圍為： 和 （1分）

（3）以小球和小滑塊為系統(tǒng)，依據(jù)題意在A點完全非彈性碰撞前、后系統(tǒng)動量守恒：

⑧（2分）

小球從E點到光滑斜面底端，由動能定理： ⑨（1分）

結(jié)合（2）問的速度范圍可以求出H范圍是：1.8m≤H≤3.2m和H≥5m （1分）

考點： 牛頓第二定律 機械能守恒 動能定理 平拋運動 動量守恒

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：2013-2014學年廣東省肇慶市畢業(yè)班第二次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)）與原子序數(shù)有如右圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應的說法，正確的是

A. 原子核d和e聚變成原子核f時會有質(zhì)量虧損，要吸收能量

B. 原子核a裂變成原子核b和c時會有質(zhì)量虧損，要放出能量

C. 已知原子核a裂變成原子核b和c時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若增加γ射線強度，則逸出光電子的最大初動能增大

D. 在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應速度

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年廣東省湛江市高三高考模擬測試（二）物理試卷（解析版） 題型：選擇題

一閉合矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應電流如圖，由圖可知

A、該交流電電流的有效值是 5A

B、該交流電的頻率是 20Hz

C、t=0 時刻線圈平面位于中性面

D、該交流電電流的瞬時表達式為 i=5cos100πt(A)

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年廣東省汕頭市高三4月第二次模擬理綜物理試卷（解析版） 題型：實驗題

用電阻箱R、多用電表電流擋、開關(guān)和導線測一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r，如圖乙．

（i）若電阻箱電阻在幾十Ω以內(nèi)選取，R0=4.5Ω，則多用表選擇開關(guān)應旋轉(zhuǎn)至直流電流的 （填“1mA”、“10mA”或“100mA”）擋（已知在該電流擋多用表的內(nèi)阻rg=3.0Ω）．

（ii）多次調(diào)節(jié)電阻箱，并從多用表上讀得相應的電流值，獲取多組R和I的數(shù)據(jù)，作出了如圖丙所示的圖線．圖線橫軸截距的絕對值表示 ；由該圖線可得干電池的電動勢E測 = V（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

（iii）本實驗的誤差主要來源于 （填“測量誤差”或“電表內(nèi)阻”）．

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年廣東省汕頭市高三4月第二次模擬理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

研制核武器的钚239（Pu）可由鈾239（U）經(jīng)過衰變而產(chǎn)生，下列敘述正確的是

A．钚239和鈾239是同位素

B．鈾239經(jīng)過一個半衰期時原子核的數(shù)量減少為原來的一半

C．鈾239經(jīng)過一次α衰變產(chǎn)生钚239

D．鈾239經(jīng)過二次β衰變產(chǎn)生钚239

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年廣東省揭陽市高三第二次模擬考試理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖，在粗糙的絕緣水平面上，彼此靠近地放置兩個帶正電荷的小物塊（動摩擦因數(shù)相同）。由靜止釋放后，向相反方向運動，最終都靜止。在小物塊的運動過程中，表述正確的是

A．物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力

B．物體之間的庫侖力都做正功，作用在質(zhì)量較小物體上的庫侖力做功多一些

C．因摩擦力始終做負功，故兩物塊組成的系統(tǒng)的機械能一直減少

D．整個過程中，物塊受到的庫侖力做的功等于電勢能的減少

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年廣東省揭陽市高三第二次模擬考試理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法正確的是

A．加速度變大，物體一定在做加速運動

B．加速度變小，物體一定在做減速運動

C．加速度是描述物體的速度變化的快慢程度

D．加速度大，物體的速度就大

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年廣東省佛山市順德區(qū)高三5月教學質(zhì)量檢測理綜物理試卷（解析版） 題型：實驗題

（1）（8分）如圖所示為“探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系”的實驗裝置圖。圖中小車A的質(zhì)量為m1，連接在小車后的紙帶穿過電火花打點計時器B，它們均置于水平放置一端帶有定滑輪且足夠長的木板上，重物p的質(zhì)量為m2 ， C為測力傳感器，實驗時改變p的質(zhì)量，可以讀出測力器不同讀數(shù)F，不計繩與滑輪的摩擦。

①為了減小長木板對小車摩擦力的影響，必須先 （填“掛”或者“不掛”）重物p，在長木板遠離滑輪的一端下面墊一塊木塊，反復移動木塊的位置，用手輕推小車，直到打點計時器打出一系列 的點。

②下列說法正確的是

A．電火花打點計時器應接4-6V低壓交流電源

B．實驗時應先接通電源后釋放小車

C．實驗中m2應遠小于m1

D．測力計的讀數(shù)始終為

③下圖為某次實驗得到的紙帶，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。從圖中讀出AB兩點間距s=__________cm；

④由此可求得小車的加速度的大小是 。（交流電的頻率為50Hz，結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

（2）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中，要測量一個標有“3V 1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過它的電流，現(xiàn)有如下器材：

A．直流電流表0～3A（內(nèi)阻約0.1Ω） B．直流電流表0～600mA（內(nèi)阻約0.5Ω）

C．直流電壓表0～3V（內(nèi)阻約3kΩ） D．直流電壓表0～15V（內(nèi)阻約200kΩ）

E．滑動變阻器（10Ω，1A） F．滑動變阻器（1kΩ，300mA）

①除電源、開關(guān)、導線外，為完成實驗，需要從上述器材中選用 　 （填字母代號）。

②某同學用導線a、b、c、d、e、f、g和h連接的電路如圖左所示，電路中所有元器件都是完好的，且電壓表和電流表已調(diào)零。閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則可判斷斷路的導線是 　（填字母代號）。

③該同學在實驗中測得多組數(shù)據(jù)并描點如圖所示，請在格紙上作出該燈泡的伏安特性曲線。

④若小燈泡的電功率為P，則圖中的圖線可能正確的是 　　 。

 

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年山西省晉城市高三5月綜合試卷物理試卷（解析版） 題型：計算題

（19分）如圖所示，直線MN下方無磁場，上方空間存在勻強磁場，其邊界線是半徑為R的半圓，半圓外磁場方向相垂直于紙面向里，半圓內(nèi)磁場方向相垂直于紙面向外，磁感應強度大小均為B�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電微粒從P點沿半徑方向向左側(cè)射出，不計微粒的重力。P、O、Q三點均在直線MN上。求：

（1）若帶電微粒在磁場中運動的半徑，求帶電微粒從P到Q的時間

（2）若帶電微粒在磁場中運動的半徑，求帶電微粒從P到Q的時間

 

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