光滑圓軌道和兩傾斜直軌道組成如圖所示裝置，其中直軌道bc粗糙，直軌道cd光滑，兩軌道相接處為一很小的圓弧。質(zhì)量為m=0．1kg的滑塊(可視為質(zhì)點)在圓軌道上做圓周運動，到達軌道最高點a時的速度大小為v=4m/s，當滑塊運動到圓軌道與直軌道bc的相切處b時，脫離圓軌道開始沿傾斜直軌道bc滑行，到達軌道cd上的d點時速度為零。若滑塊變換軌道瞬間的能量損失可忽略不計，已知圓軌道的半徑為R=0．25m，直軌道bc的傾角=37o，其長度為L=26．25m，d點與水平地面間的高度差為h=0．2m，取重力加速度g=10m/s2，sin37o=0．6。求：

    (1)滑塊在圓軌道最高點a時對軌道的壓力大小；

    (2)滑塊與直軌道bc問的動摩擦因數(shù)；

    (3)滑塊在直軌道bc上能夠運動的時間。


解：⑴在圓軌道最高點a處對滑塊由牛頓第二定律得：

  ……………………………………………………………………(1分)

∴=5.4N  ……………………………………………………………(1分)

由牛頓第三定律得滑塊在圓軌道最高點a時對軌道的壓力大小為5.4N  …………(1分)

⑵ 從a點到d點全程由動能定理得：

  ……………………(2分)

=0.8  ………………………………………(1分)

⑶設滑塊在bc上向下滑動的加速度為a1，時間為t1，向上滑動的加速度為a2，時間為t2；在c點時的速度為vc。

由c到d：  ……………………………………………………………(1分)

=2m/s  ………………………………………………………………………(1分)

a點到b點的過程：

  ……………………………………………………(2分)

∴=5m/s  …………………………………………………(1分)

在軌道bc上：

下滑：

=7.5s  ……………………………………………………………………(1分)

上滑：…………………………………………………(1分)

=12.4m/s2  ………………………………………………(1分)

  ………………………………………………………………………(1分)

=0.16s  ……………………………………………………………(1分)

∵，∴滑塊在軌道bc上停止后不再下滑………………………………(1分)

滑塊在兩個斜面上運動的總時間：

=7.66s  ……………………………………………(1分)


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：


2013年5月“神舟十號”載人航天飛行取得圓滿成功．“神十”飛船在到達預定的圓軌道之前，運載火箭的末級火箭仍和飛船連接在一起（飛船在前，火箭在后），先在大氣層外某一軌道上繞地球做勻速圓周運動，然后啟動脫離裝置，使飛船加速并實現(xiàn)船箭脫離，最后飛船到達預定的圓軌道．關(guān)于飛船在預定的圓軌道上運行的說法，正確的是

 A.預定的圓軌道比某一軌道離地面更遠，飛船速度比脫離前大

 B.預定的圓軌道比某一軌道離地面更近，飛船的運行周期變小

 C.預定的圓軌道比某一軌道離地面更遠，飛船的向心加速度變小

 D.飛船和火箭仍在預定的圓軌道上運行，飛船的速度比火箭的大

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在足夠大的、豎直向下的勻強磁場中有兩根水平放置的平行粗糙的金屬導軌CD、EF，導軌上放有一金屬棒MN�，F(xiàn)從t＝0時刻起，給MN通以圖示方向的電流，且電流I的大小與時間t成正比，即I＝kt，不考慮電流對勻強磁場的影響，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。下列關(guān)于金屬棒的加速度a、速度v隨時間t變化的關(guān)系圖像中可能正確的是（       ）

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在距水平地面高h1＝1.2m的光滑水平臺面上，一個質(zhì)量m＝1kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存了一定量的彈性勢能Ep�，F(xiàn)打開鎖扣K，物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度v1向右滑離平臺，并恰好從B點沿切線方向進入光滑豎直的圓弧軌道BC。已知B點距水平地面的高h2＝0.6m，圓弧軌道BC的圓心O與水平臺面等高，C點的切線水平，并與水平地面上長為L＝2.8m的粗糙直軌道CD平滑連接，小物塊沿軌道BCD運動并與右邊的豎直墻壁會發(fā)生碰撞，重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力忽略不計。試求：

（1）小物塊由A到B的運動時間.

（2）壓縮的彈簧在被鎖扣K鎖住時所儲存的彈性勢能Ep.

（3）若小物塊與墻壁碰撞后速度反向、大小變?yōu)榕銮暗囊话耄抑粫l(fā)生一次碰撞，那么小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)μ應該滿足怎樣的條件.

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科目：高中物理 來源： 題型：


一課外活動小組在一次活動中，用到的用電器上標有“36V 72W”字樣，用電器工作時需使用變壓器將220V的交變電壓進行降壓。由于手邊只有一個匝數(shù)比為5：1的變壓器，不能直接使用。經(jīng)過討論后，大家認為可在原線圈上加一個可變電阻進行調(diào)節(jié)，設計好的電路示意圖如圖甲所示。當在ab兩端間加上如圖乙所示的電壓后，用電器恰好能正常工作，則下列說法正確的是

    A．原線圈cd兩點間的電壓為220V

    B．在t=0．01s時，電壓表的示數(shù)為0V

    C．通過原線圈中的電流為10A

    D．可變電阻R0上消耗的電功率為l6W

  

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示是透明圓柱形介質(zhì)的橫截面，BC為圓的直徑。一束單色光沿AB方向入射，ABC=120o。光自B點進入介質(zhì)內(nèi)只經(jīng)過一次折射后從介質(zhì)中射出，出射光線平行于BC。

  ①求介質(zhì)的折射率；

  ②若改變ABC的大小，則從B點射入介質(zhì)中的單色光能否在介質(zhì)的內(nèi)表面發(fā)生全反射?答：       (填“能”或“不能”)

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，有兩根和水平方向成θ角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm，不計金屬桿的電阻，則

A．如果只增大θ，vm將變大

B．如果只增大B，vm將變大

C．如果只增大R，vm將變小

D．如果只減小m，vm將變大

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩塊相同的金屬板正對著水平放置，板間距離為 d 。當兩板間加電壓 U 時，一個質(zhì)量為 m、電荷量為 + q的帶電粒子，以水平速度 v0 從A點射入電場，經(jīng)過一段時間后從B點射出電場，A、B間的水平距離為 L ，不計重力影響。求：

（1）帶電粒子從A點運動到B點經(jīng)歷的時間；

（2）帶電粒子經(jīng)過B點時速度的大小；

（3）A、B間的電勢差。

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合外力F關(guān)系的實驗，如圖所示為實驗裝置圖。為了實驗操作方便他用一些回形針來替代細砂。他的主要實驗步驟如下：

       a．按圖把實驗器材安裝好，不掛砂桶，反復移動木板下的墊木直到小車做勻速

       b．把細線系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶，并在砂桶中放入10枚回形針（經(jīng)測量每枚回形針的質(zhì)量為m0=0.5g），接通電源，放在小車，打點計時器在被小車帶動的紙帶上打下一系列點，取下紙帶，并在紙帶上寫上編號；

       c．保持小車的質(zhì)量M不變，多次改變砂桶中釣的回形針的數(shù)量n，再重復步驟b；

       d．算出每條紙帶對應的加速度的值；并記入下表中

       e．用縱坐標表示加速度a，橫坐標表示回形針的枚數(shù)n，根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出a－n圖線。

                                       

       （1）如圖所示為n=30時實驗得到的紙帶，這位同學已算出打點計時器打下計數(shù)點“l(fā)”  時紙帶的速度為vl=0．54 m/s，請你繼續(xù)算出打點計時器打下計數(shù)點“3”時紙帶的速度v3=       m/s，表中第3次實驗時小車運動的加速度大小為        m/s2。（均保留2位有效數(shù)字）。

       （2）根據(jù)上表已描出部分數(shù)據(jù)點，請描出第3組數(shù)據(jù)并作出a隨n變化的圖線。        

       （3）若作出的a－n圖線的斜率為k，縱坐標軸上的截距為b，則可求得小車的質(zhì)量為         ；砂桶的質(zhì)量為           （結(jié)果用k、b及m0等字母表示）。

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