【題目】如圖所示，一足夠長的水平軌道ADC由粗糙部分AD和光滑部分DC組成，粗糙部分的動摩擦因數(shù)μ=0.5，半徑為R=1m的光滑豎直半圓軌道CE與水平軌道相切。一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊以初速度v0從D點(diǎn)向右運(yùn)動沖上半圓軌道，小物塊至最高點(diǎn)E時(shí)，其對軌道的壓力25N，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）小物塊在最高點(diǎn)時(shí)受到的向心力大小；

（2）小物塊的初速度v0；

（3）改變小物塊在水平面AC運(yùn)動的初始位置，若要使小物塊能通過半圓軌道最高點(diǎn)，則小物塊初始位置與D點(diǎn)的距離x必須滿足什么條件？

【答案】（1）小物塊在最高點(diǎn)時(shí)受到的向心力大小是30N；（2）小物塊的初速度是10m/s；（3）小物塊初始位置與D點(diǎn)的距離x必須滿足x≤5m。

【解析】

（1）小物塊在最高點(diǎn)時(shí)受重力和軌道對小球的彈力N，由牛頓第三定律知軌道對小球的彈力N=25N，所以向心力為F=mg+N=30N

（2）設(shè)在最高點(diǎn)的速度為v1，由牛頓第二定律得：mg+N=m

從D到最高點(diǎn)的過程由動能定理得：-mg2R=-

聯(lián)立解得：v0=10m/s

（3）設(shè)物塊通過半圓軌道最高點(diǎn)為v，由牛頓第二定律得：m≥mg，即v≥

從釋放點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程由動能定理得：-μmgx-mg2R=-

聯(lián)立解得：x≤5m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)興趣小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動情況及功能關(guān)系

（1）實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙袋、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的有___。（填選項(xiàng)代號）

A．交流電源 B．直流電源 C．刻度尺 D．秒表

（2）部分使用步驟如下：

A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔

B．接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后釋放小車

C．將紙帶與小車尾部相連，小車�？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附進(jìn)

D．打點(diǎn)完畢，關(guān)閉電源，更換紙帶，重復(fù)操作，打出多條紙帶

上述步驟的正確順序是_____（用字母填寫）

（3）從打出的紙帶中選出了一條理想紙帶，紙帶上點(diǎn)跡清晰，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源頻率是50Hz．如圖所示，O、A、B、C、D是選用的計(jì)數(shù)點(diǎn)，測得s1=2.50cm、s2=3.50cm、s3=4.50cm、s4=5.50cm。相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T=__s；打計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度大小為vB=__m/s．小車的加速度a=____m/s2。

（4）斜面傾角=37，小車的質(zhì)量為0.2kg，從打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B到D的過程中，小車機(jī)械能的減小量E=___J（取g=9.8m/s2，=0.6，=0.8）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組“用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.實(shí)驗(yàn)中測出重物自由下落的高度h及對應(yīng)的瞬時(shí)速度v，計(jì)算出重物減少的重力勢能mgh和增加的動能mv2，然后進(jìn)行比較，如果兩者相等或近似相等，即可驗(yàn)證重物自由下落過程中機(jī)械能守恒.請根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟完成下列問題：

(1)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是________.

A.重物最好選擇密度較小的木塊

B.重物的質(zhì)量可以不測量

C.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶

D.可以利用公式v＝來求解瞬時(shí)速度

(2)如圖乙是該實(shí)驗(yàn)小組打出的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，紙帶上的O點(diǎn)是起始點(diǎn)，選取紙帶上連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D、E、F作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離依次為27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50 Hz的交流電，重物的質(zhì)量為0.5 kg，則從計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)O到打下點(diǎn)D的過程中，重物減少的重力勢能ΔEp＝________ J；重物增加的動能ΔEk＝________ J(重力加速度g取9.8 m/s2，計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。

(3)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)又正確計(jì)算出圖乙中打下計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度v，以各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離h′為橫軸，v2為縱軸作出圖象如圖丙所示，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗(yàn)證自由下落的物體機(jī)械能守恒的依據(jù)是__________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)

（1）圖甲是實(shí)驗(yàn)裝置，將橡皮條一端固定在長木板上，另一端與兩根細(xì)繩相連，兩細(xì)繩的另一端分別有一個(gè)繩套，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先用兩個(gè)彈簧測力計(jì)平行于木板拉繩套，將橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，其中拉OC細(xì)繩的彈簧測力計(jì)指針位置如圖甲所示，其讀數(shù)為_____ N；

（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)中的一些操作，下列說法正確的是______.

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將木板豎直放置

B．測量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過程中，橡皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)的位置不能變化

C．橡皮條彈性要好，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些

D．拉橡皮條的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要近些

（3）在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，用M、N兩個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮條使其結(jié)點(diǎn)位于O處，此時(shí)ɑ+β=90，如圖丙所示，然后保持彈簧測力計(jì)N的方向不變，當(dāng)ɑ角由圖中所示的值減小時(shí)，要使結(jié)點(diǎn)仍在O處，則兩彈簧測力計(jì)的讀數(shù)中______.

A．M的讀數(shù)增大，N的讀數(shù)減小

B．M的讀數(shù)減小，N的讀數(shù)減小

C．M的讀數(shù)先增大后減小，N的讀數(shù)一直減小

D．M的讀數(shù)一直減小，N的讀數(shù)先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我國“神舟”十一號飛船于2016年10月17日發(fā)射成功。飛船先沿橢圓軌道Ⅰ運(yùn)行，在接近400 km高空Q處與“天宮”二號完成對接，對接后組合體在軌道Ⅱ上做勻速圓周運(yùn)動，兩名宇航員在空間實(shí)驗(yàn)室生活、工作了30天。飛船于11月17日與“天宮”二號成功實(shí)施分離，并于11月18日順利返回著陸場。下列說法中正確的是

A. 飛船變軌前后的機(jī)械能守恒

B. 對接后組合體在軌道Ⅱ上運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度

C. 飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)行的周期大于組合體在軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期

D. 飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)行時(shí)經(jīng)P點(diǎn)的速度大于組合體在軌道Ⅱ上運(yùn)行的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】汽車的加速性能是反映汽車性能的重要指標(biāo).速度變化得越快，表明它的加速性能越好.右圖為研究甲、乙、丙三輛汽車加速性能得到的v-t圖像，根據(jù)圖像可以判定(　　)

A.甲車的加速性能最好

B.乙車比甲車的加速性能好

C.丙車比乙車的加速性能好

D.甲、丙兩車的加速性能相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛汽車從靜止開始由甲地出發(fā)，沿平直公路開往乙地，汽車先做勻加速直線運(yùn)動，接著做勻減速直線運(yùn)動，開到乙地剛好停止，其v-t圖像如圖所示，那么0~t和t~3t兩段時(shí)間內(nèi)(　　)

A.加速度大小之比為3∶1

B.位移大小之比為1∶2

C.平均速度大小之比為2∶1

D.平均速度大小之比為1∶1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在練習(xí)使用多用電表的實(shí)驗(yàn)中

（1）某同學(xué)使用多用電表的歐姆檔粗略測量一定值電阻的阻值，先把選擇開關(guān)旋到“”擋位，測量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)如圖1所示．以下是接下來的測量過程：

a.將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆檔調(diào)零旋鈕，使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆檔的零刻度，然后斷開兩表筆

b.旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)至交流電壓最大量程處（或“OFF”擋），并拔出兩表筆

c.將選擇開關(guān)旋到“ ”擋

d.將選擇開關(guān)旋到“ ”擋

e.將選擇開關(guān)旋到“ ”擋

f.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端，讀出阻值，斷開兩表筆

以上實(shí)驗(yàn)步驟中的正確順序是______（填寫步驟前的字母）．

（2）重新測量后，指針位于如圖2所示位置，被測電阻的測量值為______．

（3）如圖3所示為歐姆表表頭，已知電流計(jì)的量程為，電池電動勢為，則該歐姆表的內(nèi)阻是______，表盤上刻度線對應(yīng)的電阻值是______．

（4）為了較精確地測量另一定值電阻的阻值，采用如圖4所示的電路．電源電壓U恒定，電阻箱接入電路的阻值可調(diào)且能直接讀出．

①用多用電表測電路中的電流，則與a點(diǎn)相連的是多用電表的_____（選填“紅”或“黑”）表筆．

②閉合電鍵，多次改變電阻箱阻值R，記錄相應(yīng)的R和多用電表讀數(shù)I，得到的關(guān)系如圖5所示．不計(jì)此時(shí)多用電表的內(nèi)阻．則=_____ ，電源電壓U=______V．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AD與A1D1為水平放置的無限長平行金屬導(dǎo)軌，DC與D1C1為傾角為的平行金屬導(dǎo)軌，兩組導(dǎo)軌的間距均為l=1.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)．質(zhì)量為m1=0.35kg、電阻為R1=1的導(dǎo)體棒ab置于傾斜導(dǎo)軌上，質(zhì)量為m2=0.4kg、電阻為R2=0.5的導(dǎo)體棒cd置于水平導(dǎo)軌上，輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑滑輪一端與cd的中點(diǎn)相連、另一端懸掛一輕質(zhì)掛鉤．導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)相同，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T．初始時(shí)刻，棒ab在傾斜導(dǎo)軌上恰好不下滑．(g取10m/s2，sin=0.6)

（1）求導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)；

（2）在輕質(zhì)掛鉤上掛上物體P，細(xì)繩處于拉伸狀態(tài)，將物體P與導(dǎo)體棒cd同時(shí)由靜止釋放，當(dāng)P的質(zhì)量不超過多大時(shí)，ab始終處于靜止?fàn)顟B(tài)？(導(dǎo)體棒cd運(yùn)動過程中，ab、cd一直與DD1平行，且沒有與滑輪相碰．)

（3）若P的質(zhì)量取第（2）問中的最大值，由靜止釋放開始計(jì)時(shí)，當(dāng)t=1s時(shí)cd已經(jīng)處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，求在這1s內(nèi)ab上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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同步練習(xí)冊答案