（14分）如圖裝置，AB段為傾角為37°的粗糙斜面，動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.25，BC、CE段光滑，CD為一光滑的圓形軌道，半徑R="0." 32m，物體在C點(diǎn)能順利進(jìn)出圓形軌道而不損失機(jī)械能。EF為一逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶，動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.2。現(xiàn)從AB面上距地面H處輕輕放上一質(zhì)量m=1kg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）。物塊經(jīng)過CD軌道后滑向傳送帶。取，sin370=0.6,cos370=0.8。

1、現(xiàn)將物體從H=2.7m處釋放，求①第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小，②第一次經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
2、若傳送帶的速度為v=5m/s。物體仍從H=2.7m處釋放，試計(jì)算說明物體能否兩次通過最高點(diǎn)D？若能通過，請(qǐng)計(jì)算第二次通過最高點(diǎn)D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
3、若傳送帶速度大小可在釋放物塊前預(yù)先調(diào)節(jié)。將物體從H=2.7m處釋放，從釋放到第二次進(jìn)入圓軌道過程的過程中，試分析物塊和各接觸面摩擦至少要產(chǎn)生多少熱量才能保證物體能夠兩次到達(dá)D點(diǎn)？
4、現(xiàn)將傳送帶速度調(diào)節(jié)至一足夠大速度值，將物體從AB某處釋放后，第10次進(jìn)入圓軌道時(shí)仍不脫離圓軌道，試分析釋放物塊的高度有何要求？
(1)6m/s， 62.5N （2）28.125N （3）59J   （4）和.

試題分析：（1）物體由H處下落到達(dá)B端，由動(dòng)能定理：


物體運(yùn)動(dòng)到由B運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)：
D點(diǎn)有：
得：N1=62.5N
（2）物體若能通過D點(diǎn)在水平面處的最小速度為v0，則由動(dòng)能定理：

得：
物體上傳送帶時(shí)速度為6m/s,上傳送帶后先減速為0，再反向加速。5m/s<6m/s,則反向時(shí)E點(diǎn)的速度vE=5m/s。由5m/s>4m/s,物體能夠到達(dá)D點(diǎn)。
物體運(yùn)動(dòng)到由E運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)：
D點(diǎn)有：

(3)物體運(yùn)動(dòng)若要第二次到達(dá)D點(diǎn)，從傳送帶上返回E點(diǎn)時(shí)，速度至少為4m/s,則傳送帶的速度至少為4m/s.
物體滑上傳送帶后的運(yùn)動(dòng)圖像可由下圖表示

由圖像可知傳送帶速度越小，兩者的相對(duì)位移（圖中陰影的面積）越小。綜合以上分析傳送帶的速度為4m/s時(shí)，在傳送帶上放熱最少。而在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦放熱為定值。綜上所述：
在斜面上摩擦放熱：
物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)：
則摩擦總共放熱：Q=59J
(4)物體不脫離圓形軌道的情形有兩種，一種是全部通過最高點(diǎn)D，一種是滑塊滑到CD軌道的圓心高度以下。由第（3）問圖像可以知道，傳送帶速度足夠大，物體無論以什么樣的速度滑上傳送帶，返回的速度均等于滑上傳送帶時(shí)的速度，物體的機(jī)械能的損失相當(dāng)于全部發(fā)生在斜面上。
①物體10次都過D點(diǎn)
設(shè)某次滑上斜面時(shí)初速度為v0,滑上后又滑下的速度為v1,,根據(jù)能量守恒定律有：（1）
 （2）
（1）（2）聯(lián)立得：
即每次滑上斜面再滑下斜面后，動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?/2,數(shù)列為等比數(shù)列.
第十次開始滑上D點(diǎn)時(shí)，等于經(jīng)過EC滑上圓軌道的速度，最小值為v10=4m/s,所以,則物體第一次沖上斜面的速度為v1,，v1=16m/s，也就是第一次滑動(dòng)B點(diǎn)的速度
此時(shí)由釋放點(diǎn)到B點(diǎn)動(dòng)能定理：
得H1=19.2m
則釋放的最小高度為19.2m
②物體最高到達(dá)CD圓心高度，則由動(dòng)能定理：

得H2=0.24m
討論：下面討論物體是否存在能夠在一次經(jīng)過D點(diǎn)，經(jīng)過斜面滑上滑下后到達(dá)不了CD圓心高度。
由于通過最高點(diǎn)機(jī)械能至少為，經(jīng)過一次滑上滑下斜面后，物體上圓軌道時(shí)機(jī)械能變?yōu)樵瓉硪话�，則。故不可能出現(xiàn)經(jīng)過D點(diǎn)后下一次沖不到圓心高度的情況。
綜上所述：和
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

在天津市科技館中，有一個(gè)模擬萬有引力的裝置。在如上圖所示的類似錐形漏斗固定的容器中，有兩個(gè)小球在該容器表面上繞漏斗中心軸做水平圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行能形象地模擬了太陽(yáng)系中星球圍繞太陽(yáng)的運(yùn)行。圖2為示意圖，圖3為其模擬的太陽(yáng)系運(yùn)行圖。圖1中離中心軸的距離相當(dāng)于行星離太陽(yáng)的距離。則：

（1）在圖3中，設(shè)行星A1和B1離太陽(yáng)距離分別為r1和r2，求A1和B1運(yùn)行速度大小之比。
（2）在圖2中，若質(zhì)量為m的A球速度大小為v，在距離中心軸為x1的軌道面上旋轉(zhuǎn)，由于受到微小的摩擦阻力，A球繞軸旋轉(zhuǎn)同時(shí)緩慢落向漏斗中心。當(dāng)其運(yùn)動(dòng)到距離中心軸為x2的軌道面時(shí)，兩軌道面之間的高度差為H。請(qǐng)估算此過程中A球克服摩擦阻力所做的功。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

探究能力是進(jìn)行物理學(xué)研究的重要能力之一.物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān).為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系，某同學(xué)采用了下述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探索.如圖所示，先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)，測(cè)得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功，砂輪最后停下，測(cè)出砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論.另外已測(cè)試砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為2 cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為10 N/π.經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組ω和n如下表所示:
ω/rad·s-1
0.5
1
2
3
4
n
5.0
20
80
180
320
Ek
 
 
 
 
 

(1)計(jì)算出砂輪每次脫離動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，并填入上表中.
(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式為        .
(3)若測(cè)得脫離動(dòng)力后砂輪的角速度為2.5 rad/s，則它轉(zhuǎn)過45圈時(shí)的角速度為           rad/s 。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，離地H高處有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體處于場(chǎng)強(qiáng)按E=E0—kt（E0、k均為大于零的常數(shù)，取水平向左為正方向）變化的電場(chǎng)中，物體與豎直絕緣墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，已知μqE0＞mg。若物體所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)物體下滑后脫離墻面，此時(shí)速度大小為，最終落在地面。

（1）在下圖中畫出反映摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖線，并計(jì)算物體克服摩擦力所做的功。
（2）試分析物體從t=0開始的運(yùn)動(dòng)情況，并計(jì)算物體從t=0開始至落地的總時(shí)間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，幼兒園的小朋友在做滑梯游戲時(shí)，三個(gè)小朋友分別經(jīng)三條不同的路徑從滑梯的頂端滑到底端．設(shè)三位小朋友的體重相同，則比較三者的下滑過程有
A．克服摩擦力做功一定相等
B．到達(dá)底端的動(dòng)能一定相同
C．三條不同路徑重力做的功一定相等
D．沿路徑下滑時(shí)到達(dá)底端的動(dòng)能一定最大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一圓弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽的兩側(cè)與光滑斜坡aa′、bb′相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，槽與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如圖所示。一小物塊從斜坡aa′上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)b后沿斜坡bb′向上滑行，已知到達(dá)的最高處距水平面ab 的高度為h；接著小物塊沿斜坡bb′滑下并從b處進(jìn)入槽內(nèi)反向運(yùn)動(dòng)，若不考慮空氣阻力，則（   ）
A．小物塊再運(yùn)動(dòng)到a處時(shí)速度變?yōu)榱?/td>
B．小物塊每次經(jīng)過圓弧槽最低點(diǎn)時(shí)對(duì)槽的壓力不同
C．小物塊不僅能再運(yùn)動(dòng)到a處，還能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度為h
D．小物塊不僅能再運(yùn)動(dòng)到a處，還能沿斜坡aa′向上滑行，上升的最大高度小于h

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分） 如圖所示，一帶電平行板電容器水平放置，金屬板M上開有一小孔．有A、B、C三個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為＋q的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），其間用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕桿相連，處于豎直狀態(tài)．已知M、N兩板間距為3L，現(xiàn)使A小球恰好位于小孔中，由靜止釋放并讓三個(gè)帶電小球保持豎直下落，當(dāng)A球到達(dá)N極板時(shí)速度剛好為零，求：

⑴三個(gè)小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)到A球剛好到達(dá)N板的過程中，重力勢(shì)能的減少量；
⑵兩極板間的電壓；
⑶小球在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速率．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m的小球（視為質(zhì)點(diǎn)），帶電+q，開始時(shí)讓它靜止在傾角α=600的固定光滑絕緣斜面頂端，整個(gè)裝置放在水平方向、大小為E=mg/q的勻強(qiáng)電場(chǎng)中（設(shè)斜面頂端處電勢(shì)為零），斜面高為H。釋放后，設(shè)物塊落地時(shí)的電勢(shì)能為，物塊落地時(shí)的速度大小為v，則
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面．設(shè)物體在斜面最低點(diǎn)A的速度為v，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，不計(jì)小球與彈簧碰撞過程中的能量損失，則彈簧被壓縮至C點(diǎn)，彈簧對(duì)小球做的功為（ ）
A．B．
C．D．

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