如图所示，在空中
点将质量为
的小球以某一水平速度抛出，将无碰撞地由
点进入竖直平面内半径
的内壁光滑圆管弧形轨道，然后经最低点
无能量损失地进入足够长光滑水平轨道，与另一静止的质量为
小球发生碰撞并粘连在一起（不再分开）压缩弹簧，弹簧左端与小球M栓接，弹簧右端与固定挡板栓接。已知圆管的直径远小于轨道半径
且略大于小球直径，
和竖直方向之间的夹角
，点与点的竖直高度差
，弹簧始终在弹性限度内，
。求：
（1）小球在点抛出的水平初速度
（2）小球运动到最低点时，小球对轨道的压力
的大小（结果保留一位有效数字）
（3）弹簧压缩过程中，弹簧具有的最大弹性势能
（4）若只将弹簧右侧栓接的挡板改为栓接一个质量为
的光滑小球，水平轨道足够长，其它条件保持不变，则三个小球在整个运动和相互作用过程中小球
第二次达到最大速度时，小球M的速度是多少?
（1）
（2）
（3）0
解析试题分析：（1）设小球运动到点时的竖直速度为
① （1分）
在点时，根据速度关系
②（2分）
综合①、②并代入已知得 ③（1分）
（2）小球在点时的速度
④（1分）
小球由点运动到点的过程中，根据机械能守恒有
⑤（1分）
在点，根据牛顿定律有
⑥（1分）
由④、⑤、⑥式，并代入已知得 ⑦（1分）
根据牛顿第三定律得小球对轨道的压力为7N
（3）两球相碰根据动量守恒
⑧（2分）
两球一起压弹簧到最短的过程中，当两球速度为零时，弹性势能最大
⑨（2分）
由⑧、⑨式，并代入已知得 
（4）根据题意得出;该状态时弹簧处于原长，根据动量守恒和动能守恒列式
（3分）
列式解方程组得，
=v 
=0
所以当小球第二次达到最大速度时，小球M的速度是0 （1分）
考点：本题考查平抛运动、机械能守恒定律、动量守恒定律。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（12分）如图所示，长L＝1.2 m、质量M＝3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝1 kg、带电荷量q＝＋2.5×10－4 C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E＝4.0×104 N/C的匀强电场。现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N。取g＝10 m/s2，斜面足够长。求：
(1)物块经多长时间离开木板；
(2)物块离开木板时木板获得的动能；
(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，在空间存在水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场，电场强度为E，磁感应强度为B，在场区某点由静止释放一个带电液滴a，它运动到最低点处恰与一个原来处于静止的液滴b相碰，碰后两液滴合为一体，沿水平方向做直线运动，已知液滴a质量是液滴b质量的2倍，液滴a所带的电量是液滴b所带电量的4倍。求两液滴初始位置之间的高度差h（设a、b之间的静电力不计）。 
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如右图所示，在场强E＝104 N/C的水平匀强电场中，有一根长
＝15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g、电荷量q＝2×10－6 C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10 m/s2.求：
(1)小球到达最低点B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？
(2)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？
(3)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（10分）一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体，如图所示．绳的P端拴在车后的挂钩上，Q端拴在物体上．设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计．开始时，车在A点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长为H．提升时，车加速向左运动，沿水平方向从A经过B驶向C．设A到B的距离也为H，车过B点时的速度为vB．
求在车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（9分）如图所示，光滑水平路面上，有一质量为m1=5kg的无动力小车以匀速率v0=2m/s向前行驶，小车由轻绳与另一质量为m2=25kg的车厢连结，车厢右端有一质量为m3=20kg的物体（可视为质点），物体与车厢的动摩擦因数为μ=0.2，开始物体静止在车厢上，绳子是松驰的．求：
①当小车、车厢、物体以共同速度运动时，物体相对车厢的位移（设物体不会从车厢上滑下）；
②从绳拉紧到小车、车厢、物体具有共同速度所需时间．（取g=10m/s2）
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（12分）如图所示，ABC为一固定的半圆形轨道，轨道半径R=0.4m，A、C两点在同一水平面上．现从A点正上方h=2m的地方以v0=4m/s的初速度竖直向下抛出一质量m=2kg的小球（可视为质点），小球刚好从A点进入半圆轨道．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2 ．
（1）若轨道光滑，求小球下落到最低点B时的速度大小；
（2）若轨道光滑，求小球相对C点上升的最大高度；
（3）实际发现小球从C点飞出后相对C点上升的最大高度为
2.5m，求小球在半圆轨道上克服摩擦力所做的功．
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（18分）如图所示，质量为m的小球悬挂在长为L的细线下端，将它拉至与竖直方向成θ=60°的位置后自由释放．当小球摆至最低点时，恰好与水平面上原来静止的、质量为2m的木块相碰，碰后小球速度反向且动能是碰前动能的
．已知木块与地面的动摩擦因素μ=
，重力加速度取g．求：
（1）小球与木块碰前瞬间所受拉力大小
（2）木块在水平地面上滑行的距离
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，光滑的弧形轨道BC与粗糙的水平轨道AB相切，AB长为10m，BC足够高，一物体以v0=10m/s的速度从A点出发，最后恰好又停在A点，
（g取l0m/s2)．求：
(1)物体与水平轨道的摩擦因数；
(2)小球在倾斜轨道BC上的最大高度．
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