如圖所示，在水平放置的圓盤邊緣C點(diǎn)固定一個(gè)小桶，桶的高度不計(jì)，圓盤半徑為R=1m,在圓盤直徑CD的正上方，與CD平行放置一條水平滑道AB，滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上，且B點(diǎn)距離圓盤圓心的豎直高度h= 1.25m，在滑道左端靜止放置質(zhì)量為m=0.4kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），物塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，現(xiàn)用力F="4" N的水平作用力拉動(dòng)物塊，同時(shí)圓盤從圖示位置以角速度ω="2π" rad/s，繞通過(guò)圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，拉力作用在物塊上一段時(shí)間后撤掉，最終物塊由B點(diǎn)水平拋出，恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)。(重力加速度取10m/s2。)

（1）若拉力作用時(shí)間為0.5s，求所需滑道的長(zhǎng)度
（2）求拉力所做的最少的功
（1）4m  (2)1.44J

試題分析：（1）設(shè)在拉力F作用下物體的加速度為a1，只在滑動(dòng)摩擦力作用下的加速度為a2，根據(jù)牛頓第二定律有：F-µmg=ma1  -µmg=ma2
 解得a1=8m/s2   a2=-2m/s2
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知從B到C的時(shí)間為t==0.5s  所以從B點(diǎn)飛出速度為 vB==2m/s  
設(shè)拉力作用時(shí)間為t0，則滑道的長(zhǎng)度L應(yīng)滿足：

(2)要使拉力做功最少，則應(yīng)拉力作用時(shí)間最短（或作用距離最短），則應(yīng)滿足圓盤在剛好轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)物塊掉進(jìn)C中，由題可知圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期：T=1s.由（1）的分析知從拉力開始作用到滑塊到B點(diǎn)所用時(shí)間等于0.5s，設(shè)拉力作用時(shí)間為t1,自由滑動(dòng)時(shí)間為t2，
則有vB=a1t1+a2t2，解得t1=0.3s，t2=0.2s，所以拉力做的最少的功為：
WF=F×a1t12=1.44J
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相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖為伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的示意圖，讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng)。分析該實(shí)驗(yàn)可知，圖中關(guān)于小球?qū)π泵娴膲毫、小球運(yùn)動(dòng)的加速度a隨θ變化的圖像正確的是

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（12分）如圖所示是一個(gè)模擬風(fēng)洞中的實(shí)驗(yàn)，空氣壓縮機(jī)在風(fēng)洞可形成豎直向上的均勻氣流。將一質(zhì)量m=2kg的圓球套在與水平面成37°角的細(xì)直桿上，直桿固定不動(dòng)，球內(nèi)壁與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，將此裝置置于風(fēng)洞中，氣流可對(duì)球施加豎直向上的恒力F，某時(shí)刻由靜止釋放小球，經(jīng)t=1s，小球通過(guò)的位移為S=0.5m．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求小球運(yùn)動(dòng)的加速度大��；
（2）求恒力F的大小；
（3）求運(yùn)動(dòng)1s內(nèi)，小球機(jī)械能的變化量ΔE；

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，斜面體放置在水平地面上，物塊沿粗糙的斜面加速下滑，斜面體始終保持靜止，在此過(guò)程中（   ）
A．斜面體對(duì)物塊的作用力斜向左上方
B．斜面體對(duì)物塊的作用力斜向右上方
C．地面對(duì)斜面體的摩擦力水平向右
D．地面對(duì)斜面體的支持力大于物塊與斜面體的重力之和

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg，且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板的左端無(wú)初速放置一質(zhì)量為0.1kg，電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力�，F(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6N的恒力，g取10m/s2。則（    ）
A．木板和滑塊一直以2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)
B．滑塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)
C．最終木板以2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊以10m/s做勻速運(yùn)動(dòng)
D．最終木板以3m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，滑塊以10m/s的勻速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示，在豎直放置的半徑為R的光滑絕緣細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷，將質(zhì)量m，帶電量為＋q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放，小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)管壁恰好無(wú)壓力，則圓心點(diǎn)電荷帶電量Q＝________.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，一個(gè)帶電小球質(zhì)量為m，輕質(zhì)的絕緣細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，靜止時(shí)小球位于A點(diǎn)，細(xì)線與豎直方向成37°角，重力加速度為g，（sin370=0.6；cos370=0.8）求：

（1）小球帶何種電荷？電荷量多少？
（2）現(xiàn)將小球拉回到豎直方向（圖中B點(diǎn)），后由靜止釋放，小球通過(guò)A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小是多少？
（3）若將小球到水平方向（圖中C點(diǎn)）由靜止釋放，則小球通過(guò)A點(diǎn)位置時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力為多大？

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質(zhì)量為103kg的小汽車駛過(guò)一座半徑為50m的圓形拱橋，到達(dá)橋頂時(shí)的速度為5m/s。求：（1）汽車在橋頂時(shí)對(duì)橋的壓力；（2）如果要求汽車到達(dá)橋頂時(shí)對(duì)橋的壓力為零，且車不脫離橋面，到達(dá)橋頂時(shí)的速度應(yīng)是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，半徑的光滑半圓軌道豎直固定在高的光滑水平臺(tái)上，與平臺(tái)平滑連接，平臺(tái)長(zhǎng).可視為質(zhì)點(diǎn)的兩物塊、束縛在一起，并靜止在平臺(tái)的最右端D點(diǎn)，它們之間有被壓縮的輕質(zhì)彈簧，某時(shí)刻突然解除束縛，使兩物塊、具有水平方向的速度，通過(guò)平臺(tái)到達(dá)半圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，軌道對(duì)它的壓力大小是，水平拋出后在水平地面上的落在水平地面上的P點(diǎn)，也落在P點(diǎn).已知，取．求：

（1）在 A時(shí)的速度？
（2）P點(diǎn)到D點(diǎn)的水平距離？
（3）解除束縛，使兩物塊、具有的水平方向的速度的大��？．

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