【題目】如圖所示，豎直圓形軌道半徑為R，固定在木板B上，木板放在水平地面上，B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上，B不能左右運(yùn)動(dòng)，木板上靜止一個(gè)小球A，小球A的質(zhì)量為3m。木板B和含圓周軌道總質(zhì)量為12m。一質(zhì)量為m的子彈以速度v0射入小球并停在其中，小球向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入圓形軌道后，會(huì)在圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g，不計(jì)小球與環(huán)和木板間的摩擦阻力。求：

（1）子彈射入小球過程中產(chǎn)生的內(nèi)能；

（2）當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最低點(diǎn)時(shí)，木板對(duì)水平面的壓力；

（3）為保證小球不脫離圓形軌道，且木板不會(huì)在豎直方向上跳起，求子彈速度的范圍。

【答案】(1) (2) (3) 或

【解析】試題子彈射入小球的過程，由動(dòng)量守恒定律，及能量守恒定律可求內(nèi)能；小球運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律可求木板對(duì)水平面的壓力。小球不脫離軌道有兩種臨界情況，根據(jù)牛頓第二定律求出最高點(diǎn)的最大速度，再根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球在最低點(diǎn)的速度范圍．

（1）子彈射入小球的過程，由動(dòng)量守恒定律得：①（2分）

由能量守恒定律得：②（1分）

由①②式代入數(shù)值解得：（1分）

（2）當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最低點(diǎn)時(shí)，由向心力公式：③（1分）

以木板為對(duì)象，由平衡條件可知：④（1分）

由①③④式代入數(shù)值解得：（1分）

由牛頓第三定律得，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓形軌道的最低點(diǎn)時(shí)，木板對(duì)水平面的壓力是

（1分）

（3）小球不脫離圓形軌道有兩可能性：Ⅰ、小球滑行的高度不超過圓形軌道半徑R（不超過四分之一圓�。�；Ⅱ、小球能通過圓形軌道的最高點(diǎn)。

Ⅰ、小球在圓周軌道上滑行的最大高度就是圓形軌道的半徑，此條件下，木板不可能離開水平地面

由機(jī)械能守恒定律得：⑤

由①⑤式解得：

Ⅱ、小球能通過圓形軌道的最高點(diǎn)。

小球能通過好過最高點(diǎn)有：⑥

由機(jī)械能守恒定律得：⑦

由①⑥⑦式代入數(shù)值解得：

要使環(huán)不會(huì)在豎直方向上跳起，環(huán)對(duì)球的壓力最大為：⑧

在最高點(diǎn)有：⑨

由機(jī)械能守恒定律得：⑩

由①⑧⑨⑩式代入數(shù)值解得：

綜上所述為保證小球不脫離圓形軌道，且木板不會(huì)在豎直方向上跳起，子彈速度的范圍是

或

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是一定質(zhì)量的理想氣體的p－V圖線，若其狀態(tài)由A→B→C→A，且A→B等容，B→C等壓，C→A等溫，則氣體在ABC三個(gè)狀態(tài)時(shí)(　　)

A. 單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)nA＝nB＝nC

B. 氣體分子的平均速率vA>vB>vC

C. 氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FC

D. 氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)，對(duì)器壁單位面積碰撞的次數(shù)NA>NB，NA>NC

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某探究小組為探究向心力與線速度、角速度、圓周半徑等大小關(guān)系，利用兩個(gè)相同材質(zhì)可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤和兩個(gè)相同的長方體小橡皮擦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖所示，轉(zhuǎn)盤半徑分別為2r和r，A點(diǎn)在大轉(zhuǎn)盤的邊緣處、B點(diǎn)在大轉(zhuǎn)盤上離轉(zhuǎn)軸距離為r處，C點(diǎn)在小轉(zhuǎn)盤的邊緣處，橡皮擦與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其所受重力的倍，大轉(zhuǎn)盤通過皮帶帶動(dòng)小轉(zhuǎn)盤無打滑地轉(zhuǎn)動(dòng)�，F(xiàn)將一橡皮擦放置在A處，

（1）為探究線速度大小相等時(shí)向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在_____（填“B”或 “C”）處，當(dāng)緩慢增大轉(zhuǎn)速，可看到放置在_____處的橡皮擦先開始滑動(dòng)，此時(shí)大轉(zhuǎn)盤的角速度大小ω=__________。

（2）為探究角速度相等時(shí)向心力大小與圓周半徑大小的關(guān)系，應(yīng)將另一橡皮擦放在______（填“B”“C”）處，緩慢增大轉(zhuǎn)速，可看到放置在_____處的橡皮擦先開始滑動(dòng)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】原來都靜止在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放射性元素原子核的衰變示意圖，運(yùn)動(dòng)方向都與磁場(chǎng)方向垂直。圖中a、b分別表示各粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，大小圓的半徑之比是45:1。下列說法中不正確的是

A. 磁場(chǎng)方向一定為垂直紙面向里

B. 這可能是發(fā)生了β衰變

C. 這可能是發(fā)生衰變

D. 這可能是發(fā)生衰變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線MN左側(cè)有一場(chǎng)強(qiáng)為E1=E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L、電場(chǎng)強(qiáng)度為E2=2E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在虛線PQ右側(cè)相距為L處有一與電場(chǎng)E2平行的屏．現(xiàn)將一電子（電荷量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)重力）無初速度地放入電場(chǎng)E1中的A點(diǎn)，A點(diǎn)到MN的距離為L/2，最后電子打在右側(cè)的屏上，AO連線與屏垂直，垂足為O，求：

（1）電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間t；

（2）電子剛射出電場(chǎng)E2時(shí)的速度方向與AO連線夾角θ的正切值tanθ；

（3）電子打到屏上的點(diǎn)P′（圖中未標(biāo)出）到點(diǎn)O的距離x．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是A、B兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度圖象，則下列說法錯(cuò)誤的是（ ）

A. A質(zhì)點(diǎn)以10m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)

B. B質(zhì)點(diǎn)先以5m/s的速度與A同方向運(yùn)動(dòng)1s，而后停了1s，最后以5m/s的速度與A反方向運(yùn)動(dòng)1s

C. B質(zhì)點(diǎn)最初3s內(nèi)的位移是10m

D. B質(zhì)點(diǎn)最初3s內(nèi)的路程是10m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。圖乙中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出。讓滑塊d從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為2.5×10－2 s和1.0×10－2 s，小滑塊d的寬度為0.25 cm，可測(cè)出滑塊通過光電門1的速度v1＝______m/s，滑塊通過光電門2的速度v2＝______m/s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】驗(yàn)證力平形四邊形定則的實(shí)驗(yàn)器材除了木板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套，還有________________和________。
在實(shí)驗(yàn)中，第一次用兩把彈簧秤讀數(shù)、把結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，第二次用一把彈簧秤讀數(shù)也把結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，這樣做的目是___________________。
對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)下列哪些說法是正確的是_________。

A.用兩把彈簧秤拉小繩套時(shí)，兩彈簧秤夾角越大越好。

B.彈簧秤應(yīng)與木板保持平行。

C.為了實(shí)驗(yàn)盡可能精確，彈簧秤的拉力應(yīng)適當(dāng)大些。

D.為了實(shí)驗(yàn)盡可能精確，作力的標(biāo)度時(shí)，1N的力對(duì)應(yīng)的線段的長度應(yīng)小一些。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的最大靜摩擦力fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則(　　)

A. 0～t1時(shí)間內(nèi)物塊A的加速度逐漸增大

B. t2時(shí)刻物塊A的加速度最大

C. t3時(shí)刻物塊A的速度最大

D. t2～t4時(shí)間內(nèi)物塊A一直做減速運(yùn)動(dòng)

【答案】BC

【解析】0～t1時(shí)間內(nèi)物塊A受到的靜摩擦力逐漸增大，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．t2時(shí)刻物塊A受到的拉力F最大，物塊A的加速度最大，選項(xiàng)B正確．t3時(shí)刻物塊A受到的拉力減小到等于滑動(dòng)摩擦力，加速度減小到零，物塊A的速度最大，選項(xiàng)C正確．t2～t3時(shí)間內(nèi)物塊A做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，t3～t4時(shí)間內(nèi)物塊A一直做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

【題型】多選題
【結(jié)束】
71

【題目】如圖所示，正方形abcd區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)．一個(gè)帶正電的粒子(重力忽略不計(jì))從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形區(qū)域內(nèi)，經(jīng)過時(shí)間t0剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)．現(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30°的方向(如圖中虛線所示)，以各種不同的速率射入正方形內(nèi)，那么下列說法正確的是(　　)

A. 該帶電粒子不可能剛好從正方形的某個(gè)頂點(diǎn)射出磁場(chǎng)

B. 若該帶電粒子從ab邊射出磁場(chǎng)，它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間可能是t0

C. 若該帶電粒子從bc邊射出磁場(chǎng)，它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間可能是

D. 若該帶電粒子從cd邊射出磁場(chǎng)，它在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間一定是

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