質(zhì)量為M的滑塊由水平軌道和豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道組成，放在光滑的水平面上。質(zhì)量為m的物塊從圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止開始滑下，以速度v從滑塊的水平軌道的左端滑出，如圖所示。已知M:m=3:1，物塊與水平軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ，圓弧軌道的半徑為R。

（1）求物塊從軌道左端滑出時(shí)，滑塊M的速度的大小和方向；

（2）求水平軌道的長(zhǎng)度；

（3）若滑塊靜止在水平面上，物塊從左端沖上滑塊，要使物塊m不會(huì)越過(guò)滑塊，求物塊沖上滑塊的初速度應(yīng)滿足的條件。


解：（1）（5分）對(duì)于滑塊M和物塊m組成的系統(tǒng)，物塊沿軌道滑下的過(guò)程中，水平方向動(dòng)量守恒，物塊滑出時(shí)，有          （3分）

滑塊M的速度（1分），方向向右。（1分）

（2）（5分）物塊滑下的過(guò)程中，物塊的重力勢(shì)能，轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能和內(nèi)能，有

（3分）

解得              （2分）

（3）（8分）物塊以速度v0沖上軌道，初速度越大，沖上圓弧軌道的高度越大。若物塊剛能達(dá)到最高點(diǎn)，兩者有相同的速度V1，此為物塊不會(huì)越過(guò)滑塊的最大初速度。對(duì)于M和m組成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒，有  （2分）

相互作用過(guò)程中，系統(tǒng)的總動(dòng)能減小，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和重力勢(shì)能，有

（2分）

解得（3分）

要使物塊m不會(huì)越過(guò)滑塊，其初速度要不大于。    （1分）


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：


在做測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)時(shí)，提供的器材是：待測(cè)電源一個(gè)，內(nèi)阻為RV的電壓表一個(gè)（量程略大于電源的電動(dòng)勢(shì)），電阻箱一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。為了測(cè)量得更加準(zhǔn)確，多次改變電阻箱的電阻R，讀出電壓表的相應(yīng)示數(shù)U，以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，畫出與R的關(guān)系圖象,如圖所示。由圖象可得到直線在縱軸上的截距為m，直線的斜率為k,試根據(jù)以上信息

(1)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。

(2)寫出、的表達(dá)式， ___________ ；_______________

 


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，兩根粗細(xì)均勻的金屬桿AB和CD的長(zhǎng)度均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為3m和m，用兩根等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均不計(jì)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，懸跨在絕緣的、水平光滑的圓棒兩側(cè)，AB和CD處于水平。在金屬桿AB的下方有高度為H的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度的大小為B，方向與回路平面垂直，此時(shí)CD處于磁場(chǎng)中�，F(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿AB，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（AB、CD始終水平），在AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)的上邊界時(shí)，其加速度為零，此時(shí)金屬桿CD還處于磁場(chǎng)中，在此過(guò)程中金屬桿AB上產(chǎn)生的焦耳熱為Q. 重力加速度為g，試求：

（1）金屬桿AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界時(shí)的速度v1.

（2）在此過(guò)程中金屬桿CD移動(dòng)的距離h和通過(guò)導(dǎo)線截面的電量q.

（3）設(shè)金屬桿AB在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v2，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明v2大小的可能范圍.

（4）依據(jù)第（3）問(wèn)的結(jié)果，請(qǐng)定性畫出金屬桿AB在穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中可能出現(xiàn)的速度－時(shí)間圖像（v－t圖）.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，兩小車A、B置于光滑水平面上，質(zhì)量分別為m和2m，一輕質(zhì)彈簧兩端分別固定在兩小車上，開始時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài)，用手固定兩小車�，F(xiàn)在先釋放小車B，當(dāng)小車B的速度大小為3v時(shí)，再釋放小車A，此時(shí)彈簧仍處于拉伸狀態(tài)；當(dāng)小車A的速度大小為v時(shí)，彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)。自始至終彈簧都未超出彈性限度。求：

①?gòu)椈蓜偦謴?fù)原長(zhǎng)時(shí)，小車B的速度大�。�

②兩小車相距最近時(shí)，小車A的速度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


玻爾認(rèn)為，圍繞氫原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的核外電子，軌道半徑只能取某些特殊的數(shù)值，這種現(xiàn)象叫做軌道的量子化。若離核最近的第一條可能的軌道半徑為r1，則第n條可能的軌道半徑為（n=1，2，3，……），其中n叫量子數(shù)。設(shè)氫原子的核外電子繞核近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)形成的等效電流，在n=3狀態(tài)時(shí)其強(qiáng)度為I，則在n=2狀態(tài)時(shí)等效電流強(qiáng)度為

A.          B.          C.          D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


右圖是一列沿著x軸正方向傳播的橫波在t = 0時(shí)刻的波形圖。已知這列波的周期T = 2.0s。下列說(shuō)法正確的是

A．這列波的波速v = 2.0 m/s

B．在t = 0時(shí)，x = 0.5m處的質(zhì)點(diǎn)速度為零

C．經(jīng)過(guò)2.0s，這列波沿x軸正方向傳播0.8m

D．在t = 0.3s時(shí)，x = 0.5m處的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閥軸正方向

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置的示意圖�；売伤牟糠执旨�(xì)均勻的金屬桿組成，其中水平直軌AB與傾斜直軌CD的長(zhǎng)度均為 L = 3 m，圓弧形軌道AQC和BPD均光滑，AQC的半徑為 r = 1 m ，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2D、O1C與豎直方向的夾角均為 q = 37° 。現(xiàn)有一質(zhì)量為 m = 1 kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）穿在滑軌上，以 v0 = 5 m/s的初速度從B點(diǎn)開始水平向左運(yùn)動(dòng)，滑塊與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 μ = 0.2 ，滑塊經(jīng)過(guò)軌道連接處的機(jī)械能損失忽略不計(jì)。取g = 10 m/s2，sin37° = 0.6 ，求：

（1）滑塊第一次回到B點(diǎn)時(shí)的速度大��；

（2）滑塊第二次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；

（3）滑塊在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖，一小球從一半圓軌道左端A點(diǎn)正上方某處開始做平拋運(yùn)動(dòng)（小球可視為質(zhì)點(diǎn)），飛行過(guò)程中恰好與半圓軌道相切于B點(diǎn)。O為半圓軌道圓心，半圓軌道半徑為R，OB與水平方向夾角為60°，重力加速度為g，則小球拋出時(shí)的初速度為：

       A．    B．       C．  D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列四幅圖的有關(guān)說(shuō)法正確的是：

A．圖①中，若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度不可能大于v

B．圖②中，射線甲由α粒子組成，每個(gè)粒子帶兩個(gè)單位正電荷

C．圖③中，在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，遏止電壓Uc越大

D．圖④中，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的衰變

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