如圖，Q為一個(gè)原來靜止在光滑水平面上的物體，其DB段為一半徑為R的光滑圓弧軌道，AD段為一長(zhǎng)度為L(zhǎng)=R的粗糙水平軌道，二者相切于D點(diǎn)，D在圓心O的正下方，整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi)．物塊P的質(zhì)量為m（可視為質(zhì)點(diǎn)），P與AD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，物體Q的質(zhì)量為M=2m，重力加速度為g．
（1）若Q固定，P以速度v0從A點(diǎn)滑上水平軌道，沖至C點(diǎn)后返回A點(diǎn)時(shí)恰好靜止，求v0的大小和P剛越過D點(diǎn)時(shí)對(duì)Q的壓力大�。�
（2）若Q不固定，P仍以速度v0從A點(diǎn)滑上水平軌道，求P在光滑圓弧軌道上所能達(dá)到的最大高度h．
（1）P從A到C又返回A的過程中，由動(dòng)能定理有
-μmg?2L=0-
1
2
m
v20
①
將L=R代入①解得
v0=
2gR
5
②
若P在D點(diǎn)的速度為vD，Q對(duì)P的支持力為FD，由動(dòng)能定理和牛頓定律有
-μmgL=
1
2
m
v2D
-
1
2
m
v20
③
根據(jù)牛頓第二定律得
FD-mg=m
v2D
R
④
聯(lián)立解得
FD=1.2mg⑤
由牛頓第三定律可知，P對(duì)Q的壓力大小也為1.2mg．
（2）當(dāng)PQ具有共同速度v時(shí)，P達(dá)到的最大高度h，由動(dòng)量守恒定律有
mv0=（m+M）v⑥
由功能關(guān)系有
1
2
m
v20
=μmgL+
1
2
（m+M）v2+mgh⑦
聯(lián)立解得
h=
1
30
R
答：（1）若Q固定，P以速度v0從A點(diǎn)滑上水平軌道，沖至C點(diǎn)后返回A點(diǎn)時(shí)恰好靜止，v0的大小是
2gR
5
，P剛越過D點(diǎn)時(shí)對(duì)Q的壓力大小是1.2mg．
（2）若Q不固定，P仍以速度v0從A點(diǎn)滑上水平軌道，P在光滑圓弧軌道上所能達(dá)到的最大高度h是
1
30
R．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在光滑水平地面上有一質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板，其左端放有一質(zhì)量為m的重物（可視為質(zhì)點(diǎn)），重物與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．開始時(shí)，長(zhǎng)木板和重物都靜止，現(xiàn)在給重物以初速度v0，設(shè)長(zhǎng)木板撞到前方固定的障礙物前，長(zhǎng)木板和重物的速度已經(jīng)相等．已知長(zhǎng)木板與障礙物發(fā)生彈性碰撞，為使重物始終不從長(zhǎng)木板上掉下來，求長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度L至少為多少？（重力加速度度為g）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（1）下列說法正確的是
A．居里夫婦發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象
B．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能減小，核外電子的運(yùn)動(dòng)速度增大
C．原子核的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)
D．盧瑟福通過對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，揭示了原子核的組成
E．赫茲在實(shí)驗(yàn)時(shí)無意中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)使光的微粒理論得以東山再起的重要現(xiàn)象--光電效應(yīng)
（2）2005年7月4日13時(shí)52分，美國(guó)宇航局“深度撞擊”號(hào)探測(cè)器釋放的撞擊器“擊中”目標(biāo)--坦普爾1號(hào)彗星，這次撞擊只能使該彗星自身的運(yùn)行速度出現(xiàn)1×10-7m/s的改變．探測(cè)器上所攜帶的重達(dá)370kg的彗星“撞擊器”將以3.6×104km/h的速度徑直撞向彗星的彗核部分，撞擊彗星后融化消失．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，估算一下彗星的質(zhì)量是多少？（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量M=4kg的滑板B靜止放在光滑水平面上，滑板右端固定一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5m，可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊A質(zhì)量m=1kg，原來靜止于滑板的左端，滑板與木塊A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．當(dāng)滑板B受水平向左恒力F=14N作用時(shí)間t后，撤去F，這時(shí)木塊A恰好到達(dá)彈簧自由端C處，此后運(yùn)動(dòng)過程中的最大壓縮量為x=5cm．g取10m/s2，求：
（1）水平恒力F的作用時(shí)間t
（2）木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能；
（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，質(zhì)量為M=1kg，絕緣凹槽B靜止放置在光滑水平面上，凹槽內(nèi)長(zhǎng)d=1m，槽內(nèi)左端靜止放置一質(zhì)量m=1kg，大小可忽略的帶正電小物體A，電量為q=1×10-4C，物體與凹槽滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.2，t=0時(shí)刻起，在空間加上E=6×104N/C的水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)物體與凹槽相碰瞬間前后二者速度交換，求：
（1）物塊與凹槽壁第一次相碰瞬間速度各為多少？
（2）物塊在凹槽內(nèi)滑行過程中二者速度第一次相等的時(shí)刻；物塊與凹槽第二次相碰后瞬間撤去電場(chǎng)，求物塊和凹槽的最終速度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在光滑水平地面上，有一質(zhì)量m1=4.0kg的平板小車，小車的右端有一固定的豎直擋板，擋板上固定一輕質(zhì)細(xì)彈簧．位于小車上A點(diǎn)處質(zhì)量m2=1.0kg的木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）與彈簧的左端相接觸但不連接，此時(shí)彈簧與木塊間無相互作用力．木塊與A點(diǎn)左側(cè)的車面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40，木塊與A點(diǎn)右側(cè)的車面之間的摩擦可忽略不計(jì)．現(xiàn)小車與木塊一起以v0=2.0m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，小車將與其右側(cè)的豎直墻壁發(fā)生碰撞，已知碰撞時(shí)間極短，碰撞后小車以v1=1.0m/s的速度反向彈回，已知重力加速度g取10m/s2，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)．求：
（1）小車撞墻后彈簧的最大彈性勢(shì)能；
（2）要使木塊最終不從小車上滑落，則車面A點(diǎn)左側(cè)粗糙部分的長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一只爆竹豎直升空后，在高為h處達(dá)到最高點(diǎn)發(fā)生爆炸，分成兩塊，兩塊質(zhì)量之比為2：1，其中質(zhì)量小一塊速度為V，則兩塊爆竹落地后相距（　�。�
A．2V
2h
g
B．V
2h
g
C．
3V
2
2h
g
D．
2V
3
2h
g

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

在光滑的水平面上，有A、B兩個(gè)小球．A球動(dòng)量為10kg?m/s，B球動(dòng)量為12kg?m/s．A球追上B球并相碰，碰撞后，A球動(dòng)量變?yōu)?kg?m/s，方向沒變，則A、B兩球質(zhì)量的比值可能為（　�。�
A．0.5B．0.6C．0.65D．0.75

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

I．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道后
A．原子的能量增加，系統(tǒng)的電勢(shì)能減少
B．原子的能量增加，系統(tǒng)的電勢(shì)能增加
C．原子的能量減少，核外電子的動(dòng)能減少
D．原子的能量減少，核外電子的動(dòng)能增加
E．原子系統(tǒng)的電勢(shì)能減少，核外電子的動(dòng)能增加
II．光滑水平面上A．B兩小球向同一方向運(yùn)動(dòng)，B在前A在后，已知A的動(dòng)量為PA=6kg?m/s，B的質(zhì)量為mB=4kg，速度為vB=3m/s，兩球發(fā)生對(duì)心碰撞后，速度同為4m/s．求：
（1）A球的質(zhì)量：
（2）如果碰后兩球的速度不相同，求碰后B球可能的最大速度．

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同步練習(xí)冊(cè)答案