【題目】如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過(guò)長(zhǎng)L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度="4" m/s，g取10。

（1）若鎖定滑塊，試求小球通過(guò)最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力大小和方向。

（2）若解除對(duì)滑塊的鎖定，試求小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小。

(3)在滿足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離。

【答案】

【解析】

（1）設(shè)小球能通過(guò)最高點(diǎn)，且此時(shí)的速度為，在上升過(guò)程中，因只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒。則

①

②

設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，輕桿對(duì)小球的作用力為F，方向向下，則③

由②③式，得④

由牛頓第三定律可知，小球?qū)p桿的作用力大小為，方向豎直向上。

（2）解除鎖定后，設(shè)小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為，此時(shí)滑塊的速度為V。在上升過(guò)程中，因系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，水平方向的動(dòng)量守恒。以水平向右的方向?yàn)檎较�，�?/span>

⑤

在上升過(guò)程中，因只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則

⑥

由⑤⑥式，得⑦

（3）設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為，滑塊向左移動(dòng)的距離為，任意時(shí)刻小球的水平速度大小為，滑塊的速度大小為。由系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒，得⑧

將⑧式兩邊同乘以，得⑨

因⑨式對(duì)任意時(shí)刻附近的微小間隔都成立，累積相加后，有⑩

又

由⑩式得

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，質(zhì)量滿足的三個(gè)物塊A、B、C，A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連，A與B之間用細(xì)繩相連，當(dāng)系統(tǒng)靜止后，突然剪斷AB間的細(xì)繩，則此瞬間A、B、C的加速度分別為（取向下為正）（　�。�

A. g、2g、0 B. g、 g、0

C. －2g、2g、0 D. －2g、 g、g

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有a，b，c，d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b處于地面附近的近地軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則有(　　)

A. a的向心加速度等于重力加速度g

B. b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)

C. c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是

D. d的運(yùn)動(dòng)周期可能是30 h

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙、丙、丁四輛小車(chē)從同一地點(diǎn)向同一方向運(yùn)動(dòng)的情況分別如圖所示，下列說(shuō)法正確的是( )

A. 甲車(chē)做直線運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)做曲線運(yùn)動(dòng)

B. 這四輛車(chē)均從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)

C. 在0～t2時(shí)間內(nèi)，丙、丁兩車(chē)在時(shí)刻t2相距最遠(yuǎn)

D. 在0～t2時(shí)間內(nèi)，丙、丁兩車(chē)間的距離先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是實(shí)驗(yàn)室用來(lái)研究光電效應(yīng)原理的裝置圖，電表均為理想電表，當(dāng)入射光的能量等于9 eV時(shí)，靈敏電流表檢測(cè)到有電流流過(guò)，當(dāng)電壓表示數(shù)等于5.5 V時(shí)，靈敏電流表示數(shù)剛好等于0。則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 若增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大

B. 若入射光的能量小于3.5 eV，改變電源的正負(fù)極方向，則電流表示數(shù)可能會(huì)不等于0

C. 光電管材料的逸出功等于3.5 eV

D. 增大入射光的波長(zhǎng)，在電壓表示數(shù)不變的情況下，電流表示數(shù)會(huì)變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有一钚的同位素核靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該核沿與磁場(chǎng)垂直的方向放出x粒子后，變成軸的一個(gè)同位素原子核。則（ ）

A. 放出的x粒子是

B. 該核反應(yīng)是核裂變反應(yīng)

C. 鈾核與x粒子在該磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)半徑之比為1：46

D. 鈾核與x粒子在該磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)周期相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于物理學(xué)史和物理研究方法的敘述中正確的是　　

A. 根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常非常小時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義運(yùn)用了極值的思想方法

B. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里采用的是微元法

C. 伽利略借助實(shí)驗(yàn)研究和邏輯推理得出了自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律

D. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替物體的方法叫假設(shè)法

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】相同的小球從斜面的某一位置每隔釋放一顆，連續(xù)釋放了好幾顆后，對(duì)斜面上正運(yùn)動(dòng)著的小球拍下部分照片，如圖所示所有小球均在斜面上�，F(xiàn)測(cè)得，，已知小球在斜面上做加速度相同的勻加速直線運(yùn)動(dòng)初速度為零。求：

各球加速度的大��；

拍片時(shí)B球的速度；

拍片時(shí)，A球上方正運(yùn)動(dòng)的球有幾顆。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，P是傾角為30°的光滑固定斜面．勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在斜面底端的固定擋板C上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連接.細(xì)繩的一端系在物體A上，細(xì)繩跨過(guò)不計(jì)質(zhì)量和摩擦的定滑輪，另一端有一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的小掛鉤．小掛鉤不掛任何物體時(shí)，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)繩與斜面平行．在小掛鉤上輕輕掛上一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊B后，物塊A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．斜面足夠長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B始終未接觸地面．已知重力加速度為g，問(wèn)：

(1)求物塊A剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a．

(2)設(shè)物塊A沿斜面上升通過(guò)Q點(diǎn)位置時(shí)速度最大，求Q點(diǎn)到出發(fā)點(diǎn)的距離x0及最大速度vm．

(3)把物塊B的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的N倍(N>0.5),小明同學(xué)認(rèn)為，只要N足夠大，就可以使物塊A沿斜面上滑到Q點(diǎn)時(shí)的速度增大到2vm，你認(rèn)為是否正確？如果正確，請(qǐng)說(shuō)明理由，如果不正確，請(qǐng)求出A沿斜面上升到Q點(diǎn)位置的速度的范圍．

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