【題目】如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個(gè)光滑半圓軌道組成翹尾巴的S形軌道．光滑半圓軌道半徑為R，兩個(gè)光滑半圓軌道連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過(guò)，CD之間距離可忽略．粗糙弧形軌道最高點(diǎn)A與水平面上B點(diǎn)之間的高度為h．從A點(diǎn)靜止釋放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，小球沿翹尾巴的S形軌道運(yùn)動(dòng)后從E點(diǎn)水平飛出，落到水平地面上，落點(diǎn)到與E點(diǎn)在同一豎直線(xiàn)上B點(diǎn)的距離為s．已知小球質(zhì)量m，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（3）小球沿翹尾巴S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功．

【答案】
（1）解：小球從E點(diǎn)水平飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小為vE，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：

s=vEt

聯(lián)立解得：

答：小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小為 ；


（2）解：小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：

解得：

在B點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得：

得：

由牛頓第三定律可知小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為 ，方向豎直向下

答：小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為 ，方向豎直向下；


（3）解：設(shè)小球沿翹尾巴的S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功為W，則

得

答：小球沿翹尾巴S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功為 ．


【解析】（1）小球從E點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)高度求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，再根據(jù)水平位移和時(shí)間求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度．（2）小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得求出B點(diǎn)速度，在B點(diǎn)，沿半徑方向上的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出軌道對(duì)球的彈力，從而根據(jù)牛頓第三定律求出小球?qū)壍赖膲毫Γ?）根據(jù)動(dòng)能定理求出小球沿軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功．

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】電動(dòng)機(jī)是一種將________能轉(zhuǎn)化為________能的裝置，電動(dòng)機(jī)在通電轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于線(xiàn)圈有一定的________，因此總會(huì)________，此外還有一些其他的損耗．但電動(dòng)機(jī)是屬于一種能量轉(zhuǎn)化________很高的________機(jī)械．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電動(dòng)機(jī)的工作原理是：作用在電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈上的________使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生________作用．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)電子射入電場(chǎng)后，在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，則（ ）．

A.電子必定向電勢(shì)高處運(yùn)動(dòng)

B.電子所受電場(chǎng)力的方向必定指向電勢(shì)高處

C.電子的電勢(shì)能必定減少

D.電子所受電場(chǎng)力必定做正功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力方向可以用______________定則來(lái)判斷，其中，垂直穿過(guò)掌心的是___________方向，四個(gè)手指所指的是___________方向，大拇指所指的是___________方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ.整個(gè)裝置處于沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，當(dāng)桿中通有從a到b的恒定電流I時(shí)，金屬桿ab剛好靜止．則（ ）

A. 磁場(chǎng)方向豎直向上

B. 磁場(chǎng)方向豎直向下

C. ab受安培力的方向平行導(dǎo)軌向上

D. ab受安培力的方向水平向右

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一，當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，對(duì)磁體有排斥作用，這種排斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車(chē)就采用了這項(xiàng)技術(shù)，磁體懸浮的原理是（ ）

A.超導(dǎo)體電流的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相同

B.超導(dǎo)體電流的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相反

C.超導(dǎo)體使磁體處于失重狀態(tài)

D.超導(dǎo)體對(duì)磁體的作用力與磁體的重力相平衡

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】從物體運(yùn)動(dòng)的__________指向運(yùn)動(dòng)的__________的有向線(xiàn)段叫做位移.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)：

（1）在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋的一端固定在木板上，用兩個(gè)彈簧秤把橡皮筋的另一端拉到某一確定的O點(diǎn)，以下操作中正確的是_______

A．同一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，O點(diǎn)位置允許變動(dòng)

B．實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線(xiàn)要正對(duì)彈簧秤刻度

C．實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一彈簧秤拉力

D．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩彈簧秤之間的夾角為90°，以便計(jì)算出合力的大小

（2）如圖所示是甲、乙兩位同學(xué)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若用F表示兩個(gè)分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，則可以判斷________（填“甲”或“乙”）同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合事實(shí)的．

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