如圖所示，斜槽軌道一端與一個(gè)半徑為0.4m的圓形軌道相連．一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的物體，從高為H=2m的A點(diǎn)，由靜止滑下，已知軌道光滑，求：
（1）小球通過B點(diǎn)時(shí)的速度及對(duì)軌道的壓力；
（2）小球通過C點(diǎn)時(shí)速度為多大，對(duì)軌道的壓力為多大；
（3）若使小球做圓周運(yùn)動(dòng)恰能通過C點(diǎn)，則H應(yīng)滿足什么條件．
分析：（1）小球從光滑的軌道上滑下過程，機(jī)械能守恒，即可由機(jī)械能守恒定律求出小球通過B點(diǎn)時(shí)的速度；小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，由重力和軌道的支持力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律及第三定律結(jié)合求解小球?qū)壍赖膲毫Γ?br />（2）運(yùn)用同樣的方法求解小球通過C點(diǎn)時(shí)速度及對(duì)軌道的壓力．
（3）要使小球能夠通過圓軌道最高點(diǎn)，那么小球在最高點(diǎn)時(shí)應(yīng)該是恰好是物體的重力作為物體的向心力，由向心力的公式可以求得此時(shí)的最小的速度，再由機(jī)械能守恒可以求得離地面的高度H．
解答：解：（1）小球從A到B的過程中，由機(jī)械能守恒定律得：
mgH=
1
2
m
v
2
B
…①
得：vB=
2gH
=
2×10×2
=2
10
m/s
在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得：NB-mg=m
v
2
B
R
…②
由①②聯(lián)立得：NB=mg+mg
2H
R
=0.1×10（1+
2×2
0.4
）N=11N
則根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膲毫椋篘B′=NB=11N，方向豎直向下．
（2）小球從A到C的過程中，由機(jī)械能守恒定律得：
mg（H-2R）=
1
2
m
v
2
C
…③
得：vC=
2g(H-2R)
=
2×10×(2-2×0.4)
=2
6
m/s
在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：NC+mg=m
v
2
C
R
由①②聯(lián)立得：NC=mg
2H
R
-5mg=0.1×10（
2×2
0.4
-5）N=5N
則根據(jù)牛頓第三定律得：小球?qū)壍赖膲毫镹C′=NC=5N，方向豎直向上．
（3）小鋼球恰能通過最高點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小鋼球的支持力為：NC=0
最高點(diǎn)時(shí)，重力提供向心力，由牛頓第二定律得：mg=
v2
R

小球在運(yùn)動(dòng)過程中由機(jī)械能守恒定律得：mgH′=mg×2R+
1
2
mv2…②
由①②解得：H′=2.5R=2.5×0.4m=1m
答：（1）小球通過B點(diǎn)時(shí)的速度是2
10
m/s，對(duì)軌道的壓力為11N，方向豎直向下；
（2）小球通過C點(diǎn)時(shí)速度為2
6
/s，對(duì)軌道的壓力為5N，方向豎直向上；
（3）若使小球做圓周運(yùn)動(dòng)恰能通過C點(diǎn)，則H應(yīng)等于1m．
點(diǎn)評(píng)：本題屬于圓周運(yùn)動(dòng)中繩子的模型，在最高點(diǎn)時(shí)的臨界條件是重力恰好做為圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，運(yùn)用機(jī)械能守恒和牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合進(jìn)行研究．
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：

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（左圖中P0P0′、P1P1′…），槽間距離均為d．把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上．實(shí)驗(yàn)時(shí)依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的一同位置由靜止釋放．每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d．實(shí)驗(yàn)得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)，如圖所示．
（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到滿足
軌道未端水平
軌道未端水平
要求．每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了
具有相同的初速度
具有相同的初速度
．
（2）每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離d，是為了
獲取相等的時(shí)間并在x軸上形成位移
獲取相等的時(shí)間并在x軸上形成位移
．
（3）從得到小球在白紙上打下的若干痕跡點(diǎn)開始，簡(jiǎn)述測(cè)量小球平拋初速度的主要步驟（包括需測(cè)量的物理量及初速度的表達(dá)式）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中：
（1）實(shí)驗(yàn)所需要的測(cè)量工具是
刻度尺
刻度尺
．
（2）完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意：安裝斜槽軌道必須使軌道底部
水平
水平
；確定豎直方向必須利用
重錘線
重錘線
；從斜槽上使小球重復(fù)下落必須使小球從
相同
相同
（填“相同”或“不同”）的位置無初速釋放．
（3）一同學(xué)做驗(yàn)證平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，只在白紙上畫出與初速平行的Ox軸，忘了畫原點(diǎn)和Oy軸，并且他只畫出一部分軌跡如圖所示．如何只用一把刻度尺得出小球的初速度v0？（不需測(cè)實(shí)際數(shù)據(jù)，用物理量的符號(hào)代表所測(cè)量的值．）
①測(cè)量方法是（簡(jiǎn)要回答）：
在曲線上取三個(gè)點(diǎn)1、2、3，令相鄰兩點(diǎn)的水平距離相等，測(cè)得距離為x，在測(cè)得相鄰兩點(diǎn)的豎直距離y1和y2
在曲線上取三個(gè)點(diǎn)1、2、3，令相鄰兩點(diǎn)的水平距離相等，測(cè)得距離為x，在測(cè)得相鄰兩點(diǎn)的豎直距離y1和y2
．
②初速度的計(jì)算式為
v0=x
g
y2-y1
v0=x
g
y2-y1
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（1）在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)按照題目要求回答下列問題．
①某同學(xué)用雙縫干涉裝置來測(cè)量紅光的波長(zhǎng)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若經(jīng)粗調(diào)后透過測(cè)量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū)，造成這種情況的最可能的原因是
 
；
②將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示．然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，則相鄰亮紋的間距△x為
 
mm．
③為增加相鄰亮紋（暗紋）間的距離，可采取
 
或
 
的方法．
（2）用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接．安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O．接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，認(rèn)為其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；精英家教網(wǎng)
步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點(diǎn)，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；
步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度．
①在上述實(shí)驗(yàn)操作中，下列說法正確的是
 

    A．小球1的質(zhì)量一定大于球2的質(zhì)量，小球1的半徑可以大于小球2的半徑
    B．將小球靜止放置在軌道末端看小球是否滾動(dòng)來檢測(cè)斜槽軌道末端是否水平
    C．小球在斜槽上的釋放點(diǎn)應(yīng)該越高越好，可樣碰前的速度大，測(cè)量誤差會(huì)小
    D．復(fù)寫紙鋪在白紙的上面，實(shí)驗(yàn)過程中復(fù)寫紙可以隨時(shí)拿起看印跡是否清晰并進(jìn)行移動(dòng)
②以下提供的器材中，本實(shí)驗(yàn)必需的有
    A．刻度尺       B．游標(biāo)卡尺            C．天平          D．秒表
③設(shè)球1的質(zhì)量為m1，球2的質(zhì)量為m2，MP的長(zhǎng)度為l1，ON的長(zhǎng)度為l2，則本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為
 
，即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律．
④完成實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)小組對(duì)上述裝置進(jìn)行了如圖所示的改變：
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（I）在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將木板豎直立于靠近槽口處，使小球A從斜槽軌道上某固定點(diǎn)C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
（II）將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球A從原固定點(diǎn)C由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；
（III）把半徑相同的小球B 靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，與小球B 相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡 M和 N；
（IV）用刻度尺測(cè)量紙上O點(diǎn)到M、P、N 三點(diǎn)的距離分別為y1、y2、y3．請(qǐng)你寫出用直接測(cè)量的物理量來驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式：
 
．（小球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

在游樂園坐過山車是一項(xiàng)驚險(xiǎn)、刺激的游戲．游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點(diǎn)，C為軌道的最低點(diǎn)，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點(diǎn)靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點(diǎn)落入小框．（整個(gè)裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球能通過D點(diǎn)的最小速度；
（2）要使小球在運(yùn)動(dòng)的全過程中不脫離軌道，A點(diǎn)距離最低點(diǎn)的豎直高度h至少多高
（3）在C點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，在用斜槽軌道做“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中。

（1）斜槽末端的切線必須是水平的，這樣做的目的是　　 .

A．保證小球飛出時(shí)，速度既不太大，也不太小

B．保證小球飛出時(shí)，速度沿水平方向

C．保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等

D．保證小球運(yùn)動(dòng)的軌道是一條拋物線。

（2）下面哪些做法可以減小實(shí)驗(yàn)誤差　　

A．使用密度大、體積小的鋼球

B．盡量減小鋼球與斜槽間的摩擦

C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球每次都從同一高度由靜止開始滾下

D．用鉛筆記錄小球位置時(shí)，每次嚴(yán)格地等距離下降

（3）某學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置O，A為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置，根據(jù)右圖所示，求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_________________m/s 。

（g取10 m／s2）．

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