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(12分)如图所示,光滑曲面AB与水平地面BC相切于B,竖直光滑半圆轨道CD与水平地面BC切于C,已知圆轨道半径为R,BC长为4R,且表面粗糙,一滑块从AB轨道上距地面4R高度处由静止释放,之后能够通过圆轨道的最高点D,且对D处的压力为0,求:

(1)若从曲面上距地2R高度处无初速释放滑块,滑块将停在何处;
(2)若使滑块通过D处后水平抛出,刚好击中地面上的B点,应从AB轨道上离地面多高处由静止释放滑块.

(1)   (2)

解析试题分析:(1)从高4R处释放恰能过最高点D,设动摩擦因数为,由动能定理知:  ① 在D点,有 ②
从2R处释放后滑块将运动到圆周上h高处,则有 ③
解得: ④
滑块将沿水平轨道向左滑动距离x减速至零,有 ⑤
解得: ⑥
(2)要使滑块击中B点,则从D点平抛的速度为v1,满足 ⑦  且 ⑧
由释放到运动到D点过程中,有 ⑨
解得:  ⑩
考点:本题综合考查了向心力公式、平抛运动规律和动能定理的应用,关键要明确运动过程中每一段的运动性质,选择合适的规律求解,其次要理解“通过D点时的压力为零”的含义是重力恰好提供向心力.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,已知半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道,两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连.一小球自某一高度由静止滑下,先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道.若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零.试求:⑴分别经过C、D时的速度;   ⑵小球释放的高度h;   ⑶水平CD段的长度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,AB和CDO都是处于竖直平面内的光滑圆弧形轨道,OA处于水   平位置。AB是半径为R=2m的1/4圆周轨道,CDO是半径为r=1m的半圆轨道,最高点O处固定一个竖直弹性档板。D为CDO轨道的中央点。BC段是水平粗糙轨道,与圆弧形轨道平滑连接。已知BC段水平轨道长L=2m,与小球之间的动摩擦因数μ=0.4。现让一个质量为m=1kg的小球P从A点的正上方距水平线OA高H处自由落下。(取g=10m/s2

(1)当H=1.4m时,问此球第一次到达D点对轨道的压力大小。
(2)当H=1.4m时,试通过计算判断此球是否会脱离CDO轨道。如果会脱离轨道,求脱离前球在水平轨道经过的路程。如果不会脱离轨道,求静止前球在水平轨道经过的路程。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分)滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为的斜坡,BC是半径为的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差为,竖直台阶CD高度差为,台阶底端与倾角为斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下以,通过C点后飞落到DE上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)AB竖直方向的高度差
(2)运动员刚过B点瞬间轨道受到的压力
(3)运动员在空中飞行的时间

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

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(8分)如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=0.5m,导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m.在t=0时刻,电阻为r=1Ω的金属棒ab在水平恒力F=0.2N作用下,由静止开始沿导轨向右运动,t=4s时进入磁场,并恰好能够匀速运动。求:

(1)0-4s内通过小灯泡的电流强度;
(2)金属棒在磁场中匀速运动的速度;
(3)金属棒的质量。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,质量M=400g的劈形木块B上叠放一木块A,A的质量为m=200g。A、B一起放在斜面上,斜面倾角θ=37°,B的上表面呈水平,B与斜面之间及B与A之间的动摩擦因数均为μ=0.2。当B受到一个F=5.76N的沿斜面向上的作用力时,A相对B静止,并一起沿斜面向上运动。
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)

求:(1)B的加速度大小;
(2)A受到的摩擦力及A对B的压力大小。   

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(11分)如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙所示,取g=10m/s2,试求:

(1)拉力F的大小和斜面的动摩擦因数;
(2)求拉力F对物体所做的功

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(15 分)如图,是一段光滑的固定斜面,长度s=1m,与水平面 的倾角θ=530。另有一固定竖直放置的粗糙圆弧形轨道刚好在B点与斜面相切,圆弧形轨道半径R=0.3m,O点是圆弧轨道的圆心。将一质量m=0.2kg的小物块从A点由静止释放,运动到圆弧轨道最高点C点时,与轨道之间的弹力F=1N。重力加速度g=10m/s2,sin53?=0.8,cos53?=0.6,不计空气阻力。求:

(1)小物块运动到B点时的速度大小?
(2)小物块从B到C的过程,克服摩擦力做的功是多少?

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