【題目】如圖所示，半徑R=2.0m的光滑圓弧軌道周定在光滑的水平地面上，其末未端水平，平板小車上固定一木塊，緊靠在軌道的末端，木塊上表面水平粗糙，且與圓弧軌道末端等高，木塊的厚度h=0.45m，木塊最右端到小車最右端的水平距離x=0.45m，小車連同木塊總質(zhì)量M=2kg�，F(xiàn)使一個(gè)質(zhì)量m=0.5kg的小球從圓弧軌道上由靜止釋放，釋放小球的位置和圓弧軌道的圓心之間的連線與豎直方向的夾角為53°，小球從木塊右端飛出后恰好擊中小車的最右端，(g=10m/s，sin53°=0.8，cos53°=0.6)求：

(1)小球到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大��；

(2)小球離開(kāi)木塊最右端時(shí)，小球的速度大�。�

(3)小球運(yùn)動(dòng)到木塊最右端過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】解:(1)設(shè)小球到達(dá)軌道末端的速度為v0,由機(jī)械能守恒定律

mgR(1-cos530)= mv02

解得 v0=4m/s

小球在軌道最低點(diǎn) F-mg=m

解得 F=9N

由牛頓第三定律 小球?qū)壍赖膲毫?/span> F’=F=9N

(2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到木塊最右端的速度為 v1，此時(shí)小車的速度為v2，

由動(dòng)量守恒定律得mv0=mv1+Mv2

小球離開(kāi)木塊最右端后做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t

h=gt2

解得 t=0.3s

小球恰好擊中小車的最右端v1t-v2t=x

以上各式聯(lián)解得 v1=2m/s v2=0.5m/s

所以小球到達(dá)木塊最右端的速度大小為2m/s

(3)由能量守恒定律得mgR(1-cos530)= mv12 + Mv22+Q

解得 Q=2.75J

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：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)的方案，其裝置如圖所示，A是可在水平桌面任意位置固定的滑槽，其末端與水平桌面相切，B是體積較小質(zhì)量為m的滑塊。請(qǐng)你根據(jù)相關(guān)知識(shí)完善以下實(shí)驗(yàn)操作。

（1）如圖甲所示，將滑槽末端與桌面右邊緣M對(duì)齊并固定，讓滑塊從滑槽最高點(diǎn)由靜止滑下，最終落在水平地面上的P點(diǎn)，測(cè)出滑槽最高點(diǎn)距離桌面的高度h、M距離地面的高度H、M與P間的水平距離x1，則滑塊經(jīng)過(guò)滑槽末端時(shí)的速度為_______（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示，已知重力加速度為g）。

（2）如圖乙所示，將滑槽沿桌面向左移動(dòng)一段距離并固定，讓滑塊B再次從滑槽最高點(diǎn)由靜止滑下，最終落在水平地面上的P′點(diǎn)，測(cè)出滑槽末端與桌面右邊緣M的距離L、M與P′間的水平距離x2，則滑塊離開(kāi)桌面右邊緣M時(shí)的速度為_______（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示，已知重力加速度為g）。

（3）由第（1）（2）步的測(cè)量，可以寫(xiě)出滑塊與桌面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為_______（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量的符號(hào)表示，已知重力加速度為g）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，質(zhì)量為M的長(zhǎng)方體氣缸放在光滑水平地面上，氣缸用導(dǎo)熱性能良好的材料制成，內(nèi)壁光滑，內(nèi)有質(zhì)量為m的活塞，橫做面積為S，不計(jì)氣缸和活塞的厚度，環(huán)境溫度為T0時(shí)，活塞恰好在氣缸的最右端（外界大氣壓強(qiáng)恒為p0）。

①當(dāng)境溫度緩慢降低，求活露移動(dòng)到氣缸正中間時(shí)的環(huán)境溫度T

②若環(huán)境溫度T0保持不變，給汽缸施加水平向右的推力，最終活塞穩(wěn)定到氣缸正中間隨氣缸一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示，求此時(shí)推力F的大小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為a、b兩小球沿光滑水平面相向運(yùn)動(dòng)的v–t圖線。已知當(dāng)兩小球間距小于或等于L時(shí)，受到相互排斥的恒力作用，當(dāng)間距大于L時(shí)，相互間作用力為零。由圖可知

A. a球的質(zhì)量大于b球的質(zhì)量

B. a球的質(zhì)量小于b球的質(zhì)量

C. t3時(shí)刻兩球間距為L

D. tl時(shí)刻兩球間距最小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法不正確的是（______）

A. 物體的溫度為0℃時(shí)，物體的分子平均動(dòng)能為零

B. 兩個(gè)分子在相互靠近的過(guò)程中其分子力逐漸增大，而分子勢(shì)能先減小后增大

C. 密封在容積不變的容器內(nèi)的氣體，若溫度升高，則氣體分子對(duì)器壁單位面積上的平均作用力增大

D. 第二類永動(dòng)機(jī)是不能制造出來(lái)的，盡管它不違反熱力學(xué)第一定律，但它違反熱力學(xué)第二定律

E. 一定質(zhì)量的理想氣體，如果在某個(gè)過(guò)程中溫度保持不變而吸收熱量，則在該過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)一定增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一滑塊A放在物體B上，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余摩擦忽略不計(jì)。已知物體B的質(zhì)量為M，滑塊A的質(zhì)量為m，重力加速度為g。當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為θ，下列選項(xiàng)正確的是

A. 物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M+m)g

B. 物體B受到水平面的摩擦力大小為 mgtanθ

C. 將物體B級(jí)慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A對(duì)物體B的壓力將變小

D. 將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A與豎直擋板之間的彈力將變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一滑塊A放在物體B上，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余摩擦忽略不計(jì)。已知物體B的質(zhì)量為M，滑塊A的質(zhì)量為m，重力加速度為g。當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，A、B接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為θ，下列選項(xiàng)正確的是

A. 物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M+m)g

B. 物體B受到水平面的摩擦力大小為 mgtanθ

C. 將物體B級(jí)慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A對(duì)物體B的壓力將變小

D. 將物體B緩慢向左移動(dòng)一小段距離，滑塊A與豎直擋板之間的彈力將變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，沿東西方向站立的兩同學(xué)（左西右東)做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn)：把一條長(zhǎng)導(dǎo)線的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)（零刻度在表盤(pán)中央）的兩個(gè)接線柱上，形成閉合回路，然后迅速搖動(dòng)MN這段“繩”。假設(shè)圖M中情景發(fā)生在赤道，則下列說(shuō)法正確的是

A. 當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí)，“繩”中電流最大

B. 當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí)，“繩”受到的安培力最大

C. 當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，N點(diǎn)電勢(shì)比M點(diǎn)電勢(shì)高

D. 搖“繩”過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，空間存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里．在t＝0時(shí)刻，一質(zhì)量為m，電荷量大小為q的帶正電粒子在O點(diǎn)垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)以初速度v0豎直向上射入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，開(kāi)始時(shí)，粒子向上做一段直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子受到的重力．電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示（E0未知）．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化規(guī)律如圖丙所示，求：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E0的大小及粒子開(kāi)始時(shí)做直線運(yùn)動(dòng)的位移大�。�

(2)t＝3t0時(shí)刻．粒子離O點(diǎn)的距離及粒子的速度大小。

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