某校興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置，其簡(jiǎn)化模型如圖11所示，在A點(diǎn)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(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R=0.3m的光滑豎直圓形軌道，運(yùn)行一周后自B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一陷阱，C、D兩點(diǎn)的豎直高度差h=0.2m，水平距離s=0.6m，水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)1=1m，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)2 =2.6m，小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g=10m/s2。

（1）若小滑塊恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，求小滑塊在A點(diǎn)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(yùn)行一周離開(kāi)圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出，求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小的范圍。

（1）（2）5m/s≤vA≤6m/s和vA≥

解析試題分析：小滑塊恰能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)的速度為v，由牛頓第二定律：①（1分）
從B到最高點(diǎn)小滑塊機(jī)械能守恒有：   ②（1分）
從A到B由動(dòng)能定理得：   ③（1分）
由以上三式解得A點(diǎn)的速度為：（1分）
（2）若小滑塊剛好停在C處，從A到C由動(dòng)能定理得：
   ④ （1分）
解得A點(diǎn)的速度為（1分）
若小滑塊停在BC段，應(yīng)滿(mǎn)足5m/s≤vA≤6m/s（1分）
若小滑塊能通過(guò)C點(diǎn)并恰好越過(guò)陷阱，利用平拋運(yùn)動(dòng)則有：
豎直方向：  ⑤（1分）
水平方向：  ⑥ （1分）
從A到C由動(dòng)能定理得：   ⑦ （１分）
解得：（1分）
所以初速度的范圍為：5m/s≤vA≤6m/s和vA≥（1分）
考點(diǎn)：考查了動(dòng)能定理，平拋運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒定律，圓周運(yùn)動(dòng)

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：單選題

一質(zhì)量為m的物體以速度v0在足夠大的光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，從零時(shí)刻起，對(duì)該物體施加一水平恒力F，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，物體的速度減小到最小值，此后速度不斷增大．則

A．水平恒力F大小為
B．水平恒力作用2t時(shí)間，物體速度大小為v0
C．在t時(shí)間內(nèi)，水平恒力做的功為
D．若水平恒力大小為2F，方向不變，物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度仍為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示，水平放置的兩平行金屬板間距為d，電壓大小為U，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為－q的小顆粒，將小顆粒由靜止釋放，它將從靜止被加速，然后沖出小孔，則它能上升的最大高度h = _________________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

將質(zhì)量為m的物體以速度v0以地面豎直向上拋出，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小恒為f。重力加速度為g。物體能夠上升的最大高度為_(kāi)_______，落回地面時(shí)的動(dòng)能比拋出時(shí)的動(dòng)能減少了________________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，AB和CD是半徑為R=1m的1／4圓弧形光滑軌道，BC為一段長(zhǎng)2m的水平軌道質(zhì)量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放，若物體與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1．求：

(1)物體第1次沿CD弧形軌道可上升的最大高度；
(2)物體最終停下來(lái)的位置與B點(diǎn)的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，一質(zhì)量為0.6kg的小物塊，靜止在光滑水平桌面上，桌面距地面高度為0.8m，用一水平向右的恒力F推動(dòng)小物塊，使物體向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)2m后撤去恒力F，小物塊滑離桌面做平拋運(yùn)動(dòng)落到地面，平拋過(guò)程的水平位移為0.8m。不計(jì)空氣阻力，重力加速度取。求：

（1）小物塊飛離桌面時(shí)的速度大��；
（2）恒力F的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，位于豎直面內(nèi)的曲線(xiàn)軌道的最低點(diǎn)B的切線(xiàn)沿水平方向，且與一位于同一豎直面內(nèi)、半徑R=0.40m的光滑圓形軌道平滑連接。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.10kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從位于軌道上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，滑塊經(jīng)B點(diǎn)后恰好能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)C。已知A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度h=1.5m，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力可忽略不計(jì)，求：

（1）滑塊通過(guò)圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；
（2）滑塊從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)的過(guò)程中，克服摩擦阻力所做的功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

某物理小組在研究過(guò)山車(chē)原理的過(guò)程中，提出了下列的設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB，通過(guò)水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示。一個(gè)小物塊以初速度，從某一高處水平拋出，到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰好沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)（g取10m/s2，）

（1）求小物塊的拋出點(diǎn)和A點(diǎn)的高度差；
（2）要使小物塊不離開(kāi)軌道，并從水平軌道DE滑出，求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件?
（3）為了讓小物塊不離開(kāi)軌道，并且能夠滑回傾斜軌道AB，則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件?
（4）按照（3）問(wèn)的要求，小物塊進(jìn)入軌道后可以有多少次通過(guò)圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點(diǎn)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分） 如圖所示，一豎直面內(nèi)的軌道由粗糙斜面 AB 和半徑為R的光滑圓軌道 BCD組成，AB 與 BCD 相切于 B 點(diǎn)，C 為圓軌道的最低點(diǎn)，圓弧BC所對(duì)應(yīng)的圓心角θ=60°�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道 ABC 上離地面某一高度h（大小可變）處由靜止下滑，已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度用g表示，求：

（1）當(dāng)時(shí)，物塊滑到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN；
（2）當(dāng)h為多少時(shí)，物塊恰能滑到圓軌道的最高點(diǎn)D；
（3）在滿(mǎn)足（2）問(wèn)的條件下，物塊將從D點(diǎn)離開(kāi)圓軌道，則物塊即將與軌道首次相碰時(shí)的動(dòng)能為多大？

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