【題目】如圖所示的“S”字形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等半圓連接而成，圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，彈射裝置將一個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從點(diǎn)水平彈射向點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過軌道后從點(diǎn)水平拋出，已知小物體與地面段間的動(dòng)摩擦因數(shù)，不計(jì)其它機(jī)械能損失，段長 ，圓的半徑=0.1m，小物體質(zhì)量=0.01kg，軌道總質(zhì)量為=0.15kg，

求： （1）若，小物體從點(diǎn)拋出后的水平射程；

（2）若，小物體經(jīng)過軌道的最高點(diǎn)時(shí)，管道對小物體作用力的大小和方向.

（3）設(shè)小球進(jìn)入軌道之前，軌道對地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)至少為多少時(shí)，軌道對地面的壓力為零.

【答案】（1） （2），方向豎直向下（3）

【解析】（1）設(shè)小物體運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的速度大小為，對小物體由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)過程應(yīng)用動(dòng)能定理得

小物體自點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，水平射程為，則： ，

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：

（2）設(shè)在軌道最高點(diǎn)時(shí)管道對小物體的作用力大小為F，取豎直向下為正方向，據(jù)牛頓第二定律得

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得： ，方向豎直向下

（3）分析可知，要使小球以最小速度運(yùn)動(dòng)，且軌道對地面的壓力為零，則小球的位置應(yīng)該有“S”形道的中間位置，據(jù)牛頓第二定律得，

據(jù)動(dòng)能定律得：

解得： 。

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】圖1是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引起的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖2是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長度為L1，bc長度為L2，線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（只考慮單匝線圈）

（1）線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e1 的表達(dá)式；

（2）線圈平面處于與中性面成φ0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，如圖3所示，試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e2的表達(dá)式；

（3）若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。（其他電阻均不計(jì)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面與一半徑為l的豎直光滑圓弧軌道相接于B點(diǎn)，軌道上的C點(diǎn)位置處于圓心O的正下方．在距地面高度為l的水平平臺邊緣上的A點(diǎn)有質(zhì)量為m的小球以的速度水平飛出，小球在空中運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿圓弧軌道在該點(diǎn)的切線方向滑入軌道．小球運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g，試求：

（1）B點(diǎn)與拋出點(diǎn)A正下方的水平距離x；

（2）圓弧BC段所對的圓心角θ；

（3）小球滑到C點(diǎn)時(shí)，對圓軌道的壓力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于勻強(qiáng)電場中的場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系，說法正確的是（ ）
A.任意兩點(diǎn)間的電勢差，等于場強(qiáng)和這兩點(diǎn)間距離的乘積
B.沿電場線方向，任何相同距離上電勢降落必相等
C.電勢減小的方向必是場強(qiáng)方向
D.在相同距離的兩點(diǎn)上，電勢差大的，其場強(qiáng)也大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，阻值為r＝4 Ω的矩形金屬線框與理想電流表、理想變壓器的原線圈構(gòu)成回路，標(biāo)有“12 V 36 W”的字樣的燈泡L與理想變壓器的副線圈構(gòu)成回路，燈泡L恰能正常發(fā)光，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3∶1。矩形金屬線框在勻強(qiáng)磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則( )

A.理想變壓器原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝40sin(100πt)V

B.理想電流表的示數(shù)為1 A

C.t＝0.01 s時(shí)，矩形金屬線框平面與磁場方向平行

D.燈泡L與理想變壓器的副線圈構(gòu)成的回路中的電流方向每秒改變100次

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將一個(gè)8N的力分解成兩個(gè)分力，下列各組值可能的有

A. 1N和10N B. 4N和8N C. 10N和20N D. 20N和20N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的斜面上有a、b、c、d、e五個(gè)點(diǎn)，ab＝bc＝cd＝de，從a點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球，初速度為v時(shí)，小球落在斜面上的b點(diǎn)，落在斜面上時(shí)的速度方向與斜面夾角為θ；不計(jì)空氣阻力，初速度為2v時(shí)（ ）

A. 小球可能落在斜面上的c點(diǎn)與d點(diǎn)之間

B. 小球一定落在斜面上的e點(diǎn)

C. 小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角大于θ

D. 小球落在斜面時(shí)的速度方向與斜面夾角也為θ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于火車轉(zhuǎn)彎，下列說法中正確的是(　　)

A. 軌道的彎道應(yīng)是內(nèi)軌略高于外軌

B. 軌道的彎道應(yīng)是外軌略高于內(nèi)軌

C. 按規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎軌道對車輪無側(cè)向壓力

D. 按規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎軌道對車輪有側(cè)向壓力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為 L=1米,長為 3 d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為 θ=370,在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為 d=10米 的薄絕緣涂層. 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B=1T,方向與導(dǎo)軌平面垂直. 質(zhì)量為m=2Kg 的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放, 在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng), 并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端. 導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直,且僅與涂層間有摩擦,接在兩導(dǎo)軌間的電阻為 R=1歐,其他部分的電阻均不計(jì),重力加速度為 g=10m/s2. 求:

(1 ) 導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2 ) 導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v;

(3 ) 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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