【題目】某同學設計了一款益智類的兒童彈射玩具，模型如圖所示，段是長度連續(xù)可調(diào)的豎直伸縮桿，BCD段是半徑為R的四分之三圓弧彎桿，DE段是長度為2R的水平桿， 與AB桿稍稍錯開。豎直標桿內(nèi)裝有下端固定且勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧，在彈簧上端放置質(zhì)量為m的小球。每次將彈簧的長度壓縮至P點后鎖定，設PB的高度差為h，解除鎖定后彈簧可將小球彈出。在彈射器的右側(cè)裝有可左右移動的寬為2R的盒子用于接收小球，盒子的左端最高點Q和P點等高，且與E的水平距離為x，已知彈簧鎖定時的彈性勢能Ep=9mgR，小球與水平桿的動摩擦因μ=0.5，與其他部分的摩擦不計，不計小球受到的空氣阻力及解除鎖定時的彈性勢能損失，不考慮伸縮豎直軒粗細變化對小球的影響且管的粗細遠小于圓的半徑，重力加速度為g。求：

(1)當h=3R時，小球到達管道的最高點C處時的速度大小vc；

(2)在(1)問中小球運動到最高點C時對管道作用力的大��；

(3)若h連續(xù)可調(diào)，要使該小球能掉入盒中，求x的最大值？

【答案】（1）；（2）F=9mg；（3）xmax=8R

【解析】

(1)設小球從P點運動至C點的過程中，機械能守恒，則有：

解得：

(2)設小球在C點時受到管道給的作用力向下．大小為F

得：F=9mg

根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)艿赖淖饔昧Υ笮?/span>9mg

(3)從P到E的過程中，由動能定理得：

要使小球落入盒中且x取極值的臨界是正好從Q點掉入盒子，由E到Q做平拋運動得：

聯(lián)立可得：

故當h=5R時，有

判斷：該情況小球能通過最高點C，結(jié)果成立

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平面直角坐標系xoy被三條平行的分界線分為I、II、III、IV四個區(qū)域，每條分界線與x軸所夾30角，區(qū)域I、II分界線與y軸的交點坐標（0，l），區(qū)域I中有方向垂直紙面向里、大小為B的勻強磁場；區(qū)域 II寬度為d，其中有方向平行于分界線的勻強電場；區(qū)域III為真空區(qū)域；區(qū)域IV中有方向垂直紙面向外、大小為2B的勻強磁場．現(xiàn)有不計重力的兩粒子，粒子l帶正電，以速度大小v1從原點沿x軸正方向運動；粒子2帶負電，以一定大小的速度從x軸正半軸一點A沿x軸負向與粒子1同時開始運動，兩粒子恰在同一點垂直分界線進入?yún)^(qū)域II；隨后粒子1以平行于x軸的方向進入?yún)^(qū)域III；粒子2以平行于y軸的方向進入?yún)^(qū)域III，最后兩粒子均在第二次經(jīng)過區(qū)城III、IV分界線時被引出．

（1）求A點與原點距離；

（2）求區(qū)域II內(nèi)電場強度E的大小和方向；

（3）求粒子2在A的速度大��；

（4）若兩粒子在同一位置處被引出，區(qū)城III 寬度應設計為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2016年12月28日11時23分，我國首顆中學生科普衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。這顆被命名為“八一·少年行”的小衛(wèi)星計劃在軌運行時間不少于180天，入軌后可執(zhí)行對地拍攝、無線電通訊、對地傳輸文件以及快速離軌試驗等任務。若因?qū)嶒炐枰�，將衛(wèi)星由距地面高280 km的圓軌道I調(diào)整進入距地面高330 km的圓軌道Ⅱ，則此小衛(wèi)星( )

A. 在軌道I上運行的速度可能大于7.9km/sB. 在軌道Ⅱ上比在軌道I上運行的周期小

C. 在軌道Ⅱ上運行的周期比同步衛(wèi)星的周期小D. 在軌道Ⅱ上比在軌道I上運行的向心加速度大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明想測額定電壓為2.5V的小燈泡在不同電壓下的電功率的電路。

（1）在實驗過程中，調(diào)節(jié)滑片P，電壓表和電流表均有示數(shù)但總是調(diào)不到零，其原因是的____導線沒有連接好（圖中用數(shù)字標記的小圓點表示接線點，空格中請?zhí)顚憟D中的數(shù)字，如“7點至8點”）；

（2）正確連好電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，當電壓表的示數(shù)達到額定電壓時，電流表的指針如圖所示，則電流為____A，此時小燈泡的功率為____W

（3）做完實驗后小明發(fā)現(xiàn)在實驗報告上漏寫了電壓為1.00V時通過小燈泡的電流，但在草稿紙上記錄了下列數(shù)據(jù)，你認為最有可能的是____

A.0.08A B.0.12A C.0.20A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】內(nèi)壁光滑的汽缸通過活塞封閉有壓強為1.0×105Pa、溫度為27℃的氣體，初始活塞到汽缸底部距離為50cm，現(xiàn)對汽缸加熱，氣體膨脹而活塞右移。已知汽缸橫截面積為200cm，總長為100cm，大氣壓強為1.0×105Pa。

(1)計算當溫度升高到927℃時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強；

(2)若在此過程中封閉氣體共吸收了800J的熱量，試計算氣體增加的內(nèi)能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的坐標系中，x軸水平，y軸垂直，x軸上方空間只存在重力場，第Ⅲ象限存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xy平面向里的勻強磁場，在第Ⅳ象限由沿x軸負方向的勻強電場，場強大小與第Ⅲ象限存在的電場的場強大小相等．一質(zhì)量為m，帶電荷量大小為q的質(zhì)點a，從y軸上y=h處的P1點以一定的水平速度沿x軸負方向拋出，它經(jīng)過x=﹣2h處的P2點進入第Ⅲ象限，恰好做勻速圓周運動，又經(jīng)過y軸上的y=﹣2h的P3點進入第Ⅳ象限，試求：

（1）質(zhì)點a到達P2點時速度的大小和方向；

（2）第Ⅲ象限中勻強電場的電場強度和勻強磁場的磁感應強度的大��；

（3）說明質(zhì)點a從P3進入第Ⅳ象限后的運動情況（不需要說明理由）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2017年5月，在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，航天飛機在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖所示，關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中正確的有（　　）

A. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B的速度

B. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的速度

C. 在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期

D. 在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】雨滴在穿過云層的過程中，不斷與漂浮在云層中的小水珠相遇并結(jié)合為一體，其質(zhì)量逐漸增大�，F(xiàn)將上述過程簡化為沿豎直方向的一系列作用時間極短的碰撞。已知雨滴的初始質(zhì)量為m0，初速度為v0，下降距離L后與靜止的小水珠碰撞且合并，質(zhì)量變?yōu)?/span>m1。此后每經(jīng)過同樣的距離L后，雨滴均與靜止的小水珠碰撞且合并，質(zhì)量依次變?yōu)?/span>m2、m3……mn……（設各質(zhì)量為已知量）。已知重力加速度為g，不計空氣阻力。

（1）若不計重力，求第1次碰撞后雨滴的速度v1；

（2）若不計重力，求第n次碰撞后雨滴的速度vn′；

（3）若考慮重力的影響，求第3次碰撞后雨滴的動能大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用落體法驗證機械能守恒定律，打出如圖甲所示的一條紙帶。已知打點計時器頻率為50Hz.

（1）根據(jù)紙帶所給數(shù)據(jù)，打下C點時重物的速度為 ________m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（2）某同學選用兩個形狀相同，質(zhì)量不同的重物a和b進行實驗，測得幾組數(shù)據(jù)，畫出圖象，并求出圖線的斜率k，如圖乙所示，由圖象可知a的質(zhì)量m1 ________b的質(zhì)量m2（選填“大于”或“小于”）。

（3）通過分析發(fā)現(xiàn)造成k2值偏小的原因是實驗中存在各種阻力，已知實驗所用重物的質(zhì)量m2 = 0.052kg，當?shù)刂亓铀俣?/span>g = 9.78m/s2，求出重物所受的平均阻力f =______N.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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