如圖1所示，半徑R=0.45m 的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道的最低點(diǎn)，在光滑的水平面上緊挨B點(diǎn)有一靜止的小平板車，平板車質(zhì)量M=2kg，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.5m，小車的上表面與B點(diǎn)等高．質(zhì)量m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從圓弧最高點(diǎn)A由靜止釋放．g取10m/s2．求：

（1）物塊滑到軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大��；

（2）若平板車上表面粗糙且物塊沒(méi)有滑離平板車，求物塊和平板車的最終速度大�。�

（3）若將平板車鎖定并且在上表面鋪上一種動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸增大的特殊材料，小物塊所受動(dòng)摩擦力從左向右隨距離變化圖象（f﹣L圖象）如圖2所示，且物塊滑離了平板車，求物塊滑離平板車時(shí)的速度大�。�


考點(diǎn)：

動(dòng)量守恒定律；向心力；機(jī)械能守恒定律．.

專題：

動(dòng)量定理應(yīng)用專題．

分析：

（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出物體到達(dá)B點(diǎn)的速度，結(jié)合牛頓第二定律求出支持力的大小，從而得出物塊對(duì)軌道的壓力．

（2）物塊與平板車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可以求出物塊與平板車的速度．

（3）根據(jù)圖示圖象求出克服摩擦力做的功，然后由動(dòng)能定理求出物塊的速度．

解答：

解：（1）物體從圓弧軌道頂端滑到B點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，

由機(jī)械能守恒定律得：，

代入數(shù)據(jù)解得：vB=3m/s，

在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得：N﹣mg=，

代入數(shù)據(jù)解得：N=30N，

由牛頓第三定律可知，物塊滑到軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力：N′=N=30N．

（2）物塊滑上小車后，水平地面光滑，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．

以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mvB=（m+M）v共，

代入數(shù)據(jù)解得：v共=1m/s；

（3）物塊在小車上滑行時(shí)的克服摩擦力做功為f﹣L圖線與橫軸所圍的面積．

克服摩擦力做功：=2J，

物塊在平板車上滑動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理得：﹣Wf=，

代入數(shù)據(jù)解得：vt=m/s；

答：（1）物塊滑到軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為30N；

（2）物塊和平板車的最終速度大小為1m/s；

（3）物塊滑離平板車時(shí)的速度大小為m/s．

點(diǎn)評(píng)：

本題綜合考查了動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，綜合性較強(qiáng)，關(guān)鍵理清運(yùn)動(dòng)過(guò)程，選擇合適的規(guī)律進(jìn)行求解．

　

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖，水平面上一個(gè)物體向右運(yùn)動(dòng)，將彈簧壓縮，隨后又被彈回直到離開(kāi)彈簧，則該物體從接觸彈簧到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是

（A）若接觸面光滑，則物體加速度的大小是先減小后增大

（B）若接觸面光滑，則物體加速度的大小是先增大后減小再增大

（C）若接觸面粗糙，則物體加速度的大小是先減小后增大

（D）若接觸面粗糙，則物體加速度的大小是先增大后減小再增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型。質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，上升一段高度后撤去F，到最高點(diǎn)后自由下落，撞擊釘子，將釘子打入2cm深度，且物體不再被彈起。若以初始狀態(tài)物體與釘子接觸處為零勢(shì)能點(diǎn)，物體上升過(guò)程中，機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖像如圖乙所示。撞擊前不計(jì)所有摩擦，釘子質(zhì)量忽略不計(jì)，g取10m/s2。則

A．物體上升過(guò)程的加速度為12m/s2

B．物體上升過(guò)程的最大速度為2m/s

C．物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率為12W

D．釘子受到的平均阻力為600N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


我國(guó)自主研制的“嫦娥三號(hào)”，攜帶“玉兔”月球車已于2013年12月2日1時(shí)30分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，落月點(diǎn)有一個(gè)富有詩(shī)意的名字“廣寒宮”．落月前的一段時(shí)間內(nèi)，繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，引力常量為G，對(duì)于繞月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

　

A．

線速度大小為

B．

線速度大小為

　

C．

周期為T=

D．

周期為T=

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢(shì)線．取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

　

A．

A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)

　

B．

A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等

　

C．

q1的電荷量小于q2的電荷量

　

D．

q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，下列正確的是（　�。�

　

A．

體積很大的帶電體不能看成點(diǎn)電荷

　

B．

物體帶電量很小時(shí)，可以看作點(diǎn)電荷

　

C．

點(diǎn)電荷是理想化的物理模型

　

D．

點(diǎn)電荷的帶電量一定是1.6×10﹣19C

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示．這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說(shuō)法正確的是（　　）

　

A．

離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器

　

B．

離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

　

C．

離子從磁場(chǎng)中獲得能量

　

D．

離子從電場(chǎng)中獲得能量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一只船在靜水中的速度為3 m/s，它要渡過(guò)寬度為300m的一條河；已知水流速度為4 m/s，下列說(shuō)法正確的是

  A. 這只船不可能渡過(guò)河              B．這只船的實(shí)際航線不可能垂直于河岸

C．這只船相對(duì)于岸的速度一定是5 m/s D．這只船過(guò)河所用的最短時(shí)間為60s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個(gè)磁性滑塊m，滑塊可沿米尺自由下落。在米尺上還安裝了一個(gè)連接了內(nèi)阻很大數(shù)字電壓表的多匝線框A，線框平面在水平面內(nèi)，滑塊可穿過(guò)線框，如下圖所示。把滑塊從米尺的0刻度線處釋放，記下線框所在的刻度h和滑塊穿過(guò)線框時(shí)的電壓U。改變h，調(diào)整線框的位置，多做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄各次的h，U。

（1）如果采用圖象法對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，用圖線　     �。ㄟx填“U－h(huán)”或“U 2－h(huán)”）更容易得出結(jié)論。

（2）影響本實(shí)驗(yàn)精確程度的因素主要是                             （列舉一點(diǎn)即可）。

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