29．湖南省桃源一中2010届高三9月月考一半径为R=1.00m的水平光滑圆桌面，圆心为O，有一竖直的立柱与桌面的交线是一条凸的平滑的封闭曲线C，如图所示。一根不可伸长的柔软的细轻绳，一端固定在封闭曲线上的某一点，另一端系一质量为m=7.5×10^-2kg的小物块。将小物块放在桌面上并把绳拉直，再给小物块一个方向与绳垂直大小为v₀=4m /s的初速度。物块在桌面上运动时，绳将缠绕在立柱上。已知当绳的张力为T₀=2N时，绳即断开，在绳断开前物块始终在桌面上运动。求：

(1)问绳刚要断开时，绳的伸直部分的长度为多少？

(2)若绳刚要断开时，桌面圆心O到绳的伸直部分与封闭曲线的接触点的连线正好与绳的伸直部分垂直，问物块的落地点到桌面圆心O的水平距离为多少？已知桌面高度H=0.80 m，物块在桌面上运动时未与立柱相碰。取重力加速度大小为10m/ s²。

(2)设在绳刚要断开时，物块位于桌面上的P点，BP是绳的伸直部分，物块速度v₀的方向如图1所示．由题意可知，OB⊥BP．因物块离开桌面时的速度仍为v₀，物块离开桌面后便做初速度为v₀的平抛运动，设平抛运动经历的时间为t，则有

　 ⑤………………………………………………2分 物块做平抛运动的水平射程为　　 S₁＝v₀t，　 ⑥…………………………………2分 由几何关系，物块落地地点与桌面圆心O的水平距离S为 　　⑦………………………………………………2分 解⑤、⑥、⑦式，得 　

28．河北省保定一中2010届高三第二次阶段考试如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点在O的正上方，一个小球在A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点．求：

(1)释放点距A点的竖直高度；

(2)落点C与A点的水平距离

答案：(1)h=　 (2)S=

27．湖北省众望高中2010届高三周练如图所示，用半径为0．4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽．薄铁板的长为2．8m、质量为10kg．已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0．3和0．1．铁板从一端放人工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100N，在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽．已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s，g取10m／s²．

　　 (1)通过分析计算，说明铁板将如何运动?

　　 (2)加工一块铁板需要多少时间?

(3)加工一块铁板电动机要消耗多少电能?(不考虑电动机自身的能耗)

答案：(1)3000N　　 (2)0.4<μ<0.6　　 (3)0.4S

26．湖北省襄樊四中2010届高三摸底考试如图11所示，质量为m的小球，由长为l的细线系住，细线的另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5l，过E作水平线EF，在EF上钉铁钉D，若线能承受的最大拉力是9mg，现将小球拉直水平，然后由静止释放，若小球能绕钉子在竖直面内做圆周运动，不计线与钉子碰撞时的能量损失．求钉子位置在水平线上的取值范围．

答案：l≤x≤l．

解析：这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题．题中涉及两个临界条件：一是线承受的最大拉力不大于9mg；另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于(r是做圆周运动的半径)．设在D点绳刚好承受最大拉力，设DE=x₁，则：AD=

悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r₁=l－AD= l－……①(2分)

当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v，由牛顿第二定律有：

F－mg=…………………………………………②　　　 (1分)

结合F≤9mg可得：≤8mg……………………③　　 (1分)

由机械能守恒定律得：mg (+r₁)=mv₁²

即：v²=2g (+r₁) ………………………………④　　　　 (1分)

由①②③式联立解得：x₁≤l…………………⑤　　　　 (2分)

随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大．转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了．

设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x₂，如图，则：AG=

r₂=l－AG= l－…………………………⑥　　　　 (1分)

在最高点：mg≤……………………………⑦　　　　 (1分)

由机械能守恒定律得：mg (r₂)=mv₂²…………⑧　　　　　　　　 (1分)

由④⑤⑥联立得：x₂≥l…………………………⑨　　　　　　　　 (2分)

在水平线上EF上钉子的位置范围是：l≤x≤l　　　　　　　　　 (2分)

25．山东省费县一中2010届高三第一次调研测试过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径R₁=2.0m、R₂=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点)，从轨道的左侧A点以v₀=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L₁=6.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取g=10m/s²，计算结果保留小数点后一位数字。试求

　 (1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；

　 (2)如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距应是多少；

答案：(1)10.0N；(2)12.5m

[解析](1)设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v₁根据动能定理

　　　　　　　　　　 ①

　 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律

　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　②

由①②得　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　③

(2)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v₂，由题意

　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④

　　　　　　　 　　　　　　　　⑤

由④⑤得　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　⑥

24.河南省焦作十一中2010届高三第一次月考已知如图，内壁光滑的薄壁圆钢管竖直固定在水平地面上。钢管的高为h=5.0m，横截面直径为d=2.0m。一只小球从钢管顶端的A点以初速度v₀沿钢管顶面圆的直径方向抛出，运动过程中依次跟钢管内壁的B、C两点相碰(碰撞中没有动能损失，碰撞时间极短可以忽略不计)，然后恰好落在底面圆的圆心D处。求：⑴小球从由A点抛出到落在D点所经历的时间t=？⑵A、C两点间的距离L=？(取g=10m/s²)

答案：⑴1s　　　　 ⑵3.2m　　

23. 广东省蓝田中学2010届高三摸底考试如图所示，水平台面AB距地面的高度h＝0.80m.有一滑块从A点以v₀ ＝6.0m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动，滑块与平台间的动摩擦因数μ＝0.25.滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出.已知AB＝2.2m。不计空气阻力，g取10m/s²，结果保留2位有效数字.求：

(1)滑块从B点飞出时的速度大小

(2)滑块落地点到平台边缘的水平距离

解：(1)由牛顿第二定律　 μ m g = m a　　　　　　　　

　　 运动学公式　　 v_t² －v₀² = －2 a s 　　　　　　

解得滑块从B点飞出时的速度大小 v _t = 5.0 m/s　

(有效数字不符扣1分，没有文字表述扣1分)

　　 (2) 由平抛运动公式 s = v_t t　 　　　　　

　　　 解得滑块落地点到平台边缘的水平距离 s = 2.0 m　

　　 (4分，没有文字表述扣1分，有效数字不符扣1分)

22．河南省武陟一中2010届高三第一次月考某同学利用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图2所示，图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，P₁、P₂和P₃是轨迹图线上的3个点，P₁和P₂、P₂和P₃之间的水平距离相等。

完成下列填空：(重力加速度取9.8m/s²)

(1)设P₁、P₂、和P₃的横坐标分别为x₁、x₂和x₃，纵坐标分别为y₁、y₂和y₃，从图2中可读出︱y₁－ y₂︱=_________m，︱y₁－ y₃︱=__________m，︱x₁－ x₂︱=__________m(保留两位小数)。

(2)若已测知抛出后小球在水平方向做匀速运动，利用(1)中读取的数据，求小球从P₁运动到P₂所用的时间为___________s，小球抛出后的水平速度为___________m/s(均可用根号表示)。

(3)已测得小球抛出前下滑的高度为0.50m，设E₁和E₂分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失×100% = 　　　　　　%(保留两位有效数字)

答案：(1)0.61　　 1.61　　　 0.60　　　 (2)0.20　　　 3.0　　　　 (3)8.2

21．浙江省杭州高中2010届高三第二次月考在同一斜面上O点分别以υ₀和2υ₀的速度水平抛出A、B两小球，最后两球均落在斜面上，设从抛出至落到斜面上，A、B两小球运动时间之比为p，则p= _________　

答案：1/2

20.上海市建平中学2010届高三摸底测试变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档，下图是某一“奇安特”变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿,B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿。那么该车可变换________种不同档位；且A与D轮组合时，两轮的角速度之比w_A:w_D=_____________。

答案：4;　 1：4