【題目】如圖所示，一小車上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的半圓弧軌道BCD組成，小車緊靠臺(tái)階靜止在光滑水平地面上，且左端與光滑圓弧形軌道MN末端等高，圓弧形軌道MN末端水平．一質(zhì)量為m1=1kg的小物塊P從距圓弧形軌道MN末端高為h=1.8m處由靜止開始滑下，與靜止在小車左端的質(zhì)量為m2=1kg的小物塊Q（可視為質(zhì)點(diǎn)）發(fā)生彈性碰撞(碰后立即將小物塊P取走，使之不影響后續(xù)物體的運(yùn)動(dòng))．若物塊Q在半圓弧軌道BCD上經(jīng)過一次往返運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)過程中物塊始終不脫離軌道），最終相對(duì)小車靜止時(shí)處在小車水平部分AB的中點(diǎn)。已知AB長(zhǎng)為L=4m，小車的質(zhì)量為M=2kg．取重力加速度g=10m/s2．

(1)求碰撞后瞬間物塊Q的速度大��；

(2)求小車上表面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為多少？

(3)求半圓弧軌道BCD的半徑至少多大？

【答案】（1） （2）0.2（3）0.4

【解析】

(1)據(jù)機(jī)械能守恒求出物塊P與物塊Q碰撞前的速度，再據(jù)碰撞過程是彈性碰撞求出碰撞后瞬間物塊Q的速度；(2) 物塊Q最終停在小車水平部分AB的中點(diǎn)，據(jù)動(dòng)量守恒求出小車和物塊的末速度，再據(jù)功能關(guān)系求出小車上表面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)；(3) 物塊始終不脫離軌道，即物塊上升的臨界最高點(diǎn)為C點(diǎn)，據(jù)動(dòng)量守恒和功能關(guān)系可求出半圓弧軌道BCD的半徑的臨界值。

(1)對(duì)物塊P的下滑過程，由機(jī)械能守恒得：

解得：

物塊PQ發(fā)生彈性碰撞，則、

解得：，即碰撞后瞬間物塊Q的速度大小為6m/s

(2) 物塊Q與小車相對(duì)靜止時(shí)，共同速度為，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，則

，解得：

物塊Q從開始運(yùn)動(dòng)到與小車相對(duì)靜止過程，由功能關(guān)系得：

解得：

(3) 物塊Q滑至C點(diǎn)與小車共速時(shí)，半徑R最小，則：

解得：

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】2009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有

（A）在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度

（B）在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動(dòng)能

（C）在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期

（D）在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L�，F(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)里為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L。斜面傾角為30°，如圖所示。則物體所受摩擦力

A. 等干零

B. 大小為mg，方向沿斜面向下

C. 大小為mg，方向沿斜面向上

D. 大小為mg，方向沿斜面向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有a，b，c，d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b處于地面附近的近地軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則有(　　)

A. a的向心加速度等于重力加速度g

B. b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)

C. c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是

D. d的運(yùn)動(dòng)周期可能是30 h

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,獲得一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn),該同學(xué)選擇了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量數(shù)據(jù)如圖所示,單位:cm，由上述條件可知:

(1)下列實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)步驟描述錯(cuò)誤的有________

A.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放有墨粉紙盤

B.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要使用4～6V的交流電源

C.小車可以由長(zhǎng)木板任意位置處?kù)o止釋放

D.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源,后釋放小車；實(shí)驗(yàn)后先斷開電源,后取下紙帶

(2)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_______s；

(3)B點(diǎn)的瞬時(shí)速度________m/s；小車的加速度____ (計(jì)算結(jié)果保留3位有效效字).

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙、丙、丁四輛小車從同一地點(diǎn)向同一方向運(yùn)動(dòng)的情況分別如圖所示，下列說法正確的是( )

A. 甲車做直線運(yùn)動(dòng)，乙車做曲線運(yùn)動(dòng)

B. 這四輛車均從靜止開始運(yùn)動(dòng)

C. 在0～t2時(shí)間內(nèi)，丙、丁兩車在時(shí)刻t2相距最遠(yuǎn)

D. 在0～t2時(shí)間內(nèi)，丙、丁兩車間的距離先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是實(shí)驗(yàn)室用來研究光電效應(yīng)原理的裝置圖，電表均為理想電表，當(dāng)入射光的能量等于9 eV時(shí)，靈敏電流表檢測(cè)到有電流流過，當(dāng)電壓表示數(shù)等于5.5 V時(shí)，靈敏電流表示數(shù)剛好等于0。則下列說法正確的是（ ）

A. 若增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大

B. 若入射光的能量小于3.5 eV，改變電源的正負(fù)極方向，則電流表示數(shù)可能會(huì)不等于0

C. 光電管材料的逸出功等于3.5 eV

D. 增大入射光的波長(zhǎng)，在電壓表示數(shù)不變的情況下，電流表示數(shù)會(huì)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于物理學(xué)史和物理研究方法的敘述中正確的是　　

A. 根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常非常小時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義運(yùn)用了極值的思想方法

B. 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里采用的是微元法

C. 伽利略借助實(shí)驗(yàn)研究和邏輯推理得出了自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律

D. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法叫假設(shè)法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)從同一位置出發(fā)，沿同一直線路面運(yùn)動(dòng)，它們的v－t圖象如下圖所示．對(duì)這兩質(zhì)點(diǎn)在0～3 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述，下列說法正確的是(　　)

A. t＝2 s時(shí)，甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相遇

B. t＝1 s時(shí)，甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距最遠(yuǎn)

C. 甲質(zhì)點(diǎn)的加速度比乙質(zhì)點(diǎn)的加速度小

D. t＝3 s時(shí)，乙質(zhì)點(diǎn)在甲質(zhì)點(diǎn)的前面

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