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    （12分）如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BDC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点，D为半圆轨道的最右端。一个质量m的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线的左端固定在竖直墙壁上。在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧，此时P到B点的距离为x0。物体P与水平轨道间的动摩擦因数为μ，半圆轨道半径为R。现将细线剪断，P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道，恰好能通过C点。试求：

    （1）物体经过B点时的速度的大小？
    （2）细线未剪断时弹簧的弹性势能的大小？
    （3）物体经过D点时合力的大小？

    （1）（2）（3）

    解析试题分析：（1）由于小球恰好能通过最高点C，则
    B到C机械能守恒，则
    解得：
    （2）P到B过程弹力、摩擦力做功，动能定理：
    解得：，则弹簧的弹性势能为
    （3）B到D机械能守恒，则
    D点轨道对物块的支持力
    解得：，则物体经过D点时合力
    考点：竖直平面内圆周运动过最高点的临界条件；机械能能守恒和动能定理

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为m＝2 kg的滑块（可视为质点）。

    （1）如图甲所示，滑块从O点由静止释放，下滑了位移x="1" m后到达P点，求滑块此时的速率。
    （2）如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M="2.7" kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂M而绷紧，此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度L=m（如图乙所示）。再次将滑块从O点由静止释放，求滑块滑至P点的速度大小。（整个运动过程中M不会触地，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，g取10 m/s2）

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分）滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，具有很强的观赏性与趣味性。下坡式滑行轨道可H简化为如下模型：如图所示，abcdf为同一竖直平面内的滑行轨道，其中ab、df两段均为倾角=37o的斜直粗糙轨道，bc为一段半径为R=5m的光滑圆弧，圆弧与ab相切于磊点，圆弧圆心O在c点的正上方。已知ab之间高度差H1=5rn，cd之间高度差H2=2．25m，运动员连同滑板的总质量m=60kg。运动员从a点由静止开始下滑后从C点水平飞出，落在轨道上的e点，经短暂的缓冲动作后沿斜面方向下滑。de之间的高度差H3="9" m，运动员连同滑板可视为质点，忽略空气阻力，取g =10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8 。求：
    （1）运动员刚运动到c点时的速度大小；
    （2）运动员（连同滑板）刚运动到c点时对轨道的压力；
    （3）运动员（连同滑板）在由a点运动到b点过程中阻力对它做的功。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    带电量为Q，质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后从中心进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直。已知：电容器的极板长为L，极板间距为d，两极板的电压为U2，重力不计，求：
    （1）经过加速电场后的速度；
    （2）离开电容器电场时的偏转量。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分）如图所示，薄平板A长L=1m，质量为kg，放在水平地面上，在A上最右端处放一个质量kg的小物体B，已知A与B之间的动摩擦因数，A、B两物体与桌面间的动摩擦因数均为，最初系统静止。现在对板A右端施一大小为F=36N的水平恒力作用并开始计时，则：（取m/s2）

    （1）A、B两物体分离时F的功率P；
    （2）在t=5s时B与平板A左端的距离x；
    （3）在t=5s内平板A克服摩擦力做的功W。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (14分)如图所示，质量m的小物块从高为h的坡面顶端由静止释放，滑到粗糙的水平台上，滑行距离L后，以v =" 1" m/s的速度从边缘O点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的P点．以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程 （单位：m），小物块质量m =" 0.4" kg，坡面高度h =" 0.4" m，小物块从坡面上滑下时克服摩擦力做功1 J，小物块与平台表面间的动摩擦因数μ = 0.1，g =" 10" m/s2．求

    （1）小物块在水平台上滑行的距离L ；
    （2）P点的坐标．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ，转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=1kg的小车（可视为质点），在F=4N的水平恒力作用下，从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动，力作用一段距离后撤去，当小车运动到O′点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA与x轴重合。规定经过O点水平向右为x轴正方向。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2。

    （1）若小球刚好落到A点，求小车运动到O′点的速度；
    （2）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？
    （3）为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （11分）如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面，一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端，弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0处由静止释放，设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内（不计空气阻力，重力加速度大小为g）。

    （1）求滑块与弹簧上端接触瞬间的动能；
    （2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求此时弹簧所具有的弹性势能；
    （3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中定性画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间的关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本问不要求写出计算过程）

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，在竖直平面内有半径为R="0.2" m的光滑1/4圆弧AB，圆弧B处的切线水平，O点在B点的正下方，B点高度为h="0.8" m。在B端接一长为L="1.0" m的木板MN。一质量为m="1.0" kg的滑块，与木板间的动摩擦因数为0.2，滑块以某一速度从N点滑到板上，恰好运动到A点。 (g取10 m/s2)求：

    (1)滑块从N点滑到板上时初速度的速度大小；
    (2)从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力；
    (3)若将木板右端截去长为ΔL的一段，滑块从A端静止释放后，将滑离木板落在水平面上P点处，要使落地点P距O点最远，ΔL应为多少？

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