(14分)某同學(xué)玩“彈珠游戲”裝置如圖所示，S形管道BC由兩個半徑為R的1/4圓形管道拼接而成，管道內(nèi)直徑略大于小球直徑，且遠小于R，忽略一切摩擦，用質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s到A位置，由靜止釋放，小球到達管道最高點C時對管道恰好無作用力，求：(    )

⑴小球到達最高點C的速度大小；
⑵若改用同樣大小質(zhì)量為2m的小球做游戲，其它條件不變，求小球能到達的最大高度；
⑶若改用同樣大小質(zhì)量為m/4的小球做游戲，其它條件不變，求小球落地點到B點的距離。

⑴vC＝；⑵h＝；⑶d＝10R

解析試題分析：⑴由于小球到達管道最高點C時對管道恰好無作用力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式有：mg＝，解得小球到達最高點C的速度大小為：vC＝
⑵由于忽略一切摩擦，因此小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，因此根據(jù)機械能守恒定律可知，彈簧彈性勢能為：Ep＝＋2mgR＝
改用質(zhì)量為2m的小球時，因為Ep＝＜4mgR，所以小球不能到達C點，設(shè)此時小球能到達的最大高度為h，根據(jù)機械能守恒定律有：Ep＝2mgh，解得：h＝
⑶改用質(zhì)量為m/4的小球時，小球能通過最高點C后做平拋運動，設(shè)此時離開C點時的速度為v，根據(jù)機械能守恒定律有：Ep＝＋
根據(jù)平拋運動規(guī)律可知，此時小球離開C點后做平拋運動的水平射程：x＝
聯(lián)立以上各式解得：x＝8R
根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，小球落地點到B點的距離為：d＝x＋2R＝10R
考點：本題主要考查了平拋運動規(guī)律、圓周運動向心力公式、牛頓第二定律、機械能守恒定律的應(yīng)用問題，屬于中檔題。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）已知一足夠長的傳送帶與水平面的傾角為300，以一定的速度勻速運動。某時刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K，物塊的質(zhì)量m=1kg,以此時為t＝0時刻記錄了小物塊之后在傳送帶上運動速度隨時間的變化關(guān)系如圖所示,若圖中取沿斜面向下的運動方向為正方向，其中v1=－6m/s,　v2=4m/s,　t1="0.5s," g取10 m/s2,已知傳送帶的速度保持不變。 求：

（1）物塊與傳送帶間的摩擦系數(shù)；
（2）0～t2內(nèi)帶動傳送帶的電動機多消耗的電能；
（3）0～t2內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2009年12月，我國自主研制的第一顆為青少年服務(wù)的科學(xué)實驗衛(wèi)星“希望一號”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空．“希望一號”衛(wèi)星主要飛行任務(wù)是搭載青少年提出的“天圓地方”科學(xué)實驗方案、建立業(yè)余無線電空間通訊及進行太空攝影．由于是為我國青少年研制的第一顆科學(xué)實驗衛(wèi)星，有關(guān)方面專門邀請了來自全國的50位熱愛航天事業(yè)的中小學(xué)生到現(xiàn)場觀看衛(wèi)星發(fā)射的全過程．

（1）上圖是某監(jiān)測系統(tǒng)每隔2．5s拍攝的關(guān)于起始勻加速階段火箭的一組照片．已知火箭的長度為40m，用刻度尺測量照片上的長度,結(jié)果如圖所示．求火箭在照片中第2個像所對應(yīng)時刻的瞬時速度大小．
（2）假設(shè)“希望一號”衛(wèi)星整體質(zhì)量2350千克，圖示時段長征三號甲運載火箭質(zhì)量200噸．取g=" 10" m/s2 ,求火箭的推力．
（3）已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，“希望一號”衛(wèi)星在距地球表面高為h的軌道上繞地球做勻速圓周運動．求“希望一號”衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的周期．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，勻強電場方向與水平線間夾角θ=37°方向斜向右上方，電場強度為E。質(zhì)量為m的小球帶正電，以初速度v0=16m/s從A點開始運動，初速度方向與電場方向一致,其中。經(jīng)過一段時間t，小球經(jīng)過與A點在同一水平線上的B點。求

① 小球從A點運動到B點的時間t。
② A、B兩點之間的距離L。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，輕桿兩端分別系著質(zhì)量為的圓環(huán)A和質(zhì)量為的小球B，輕桿與A的連接處有光滑鉸鏈，輕桿可以繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動。A套在光滑的水平固定橫桿上，A、B靜止不動時B球恰好與光滑地面接觸，在B的左側(cè)是半徑為m的1/4圓弧。質(zhì)量為的小球C以的速度向左與B球發(fā)生正碰。已知碰后C小球恰好能做平拋運動，小球B在運動過程中恰好能與橫桿接觸。重力加速度取，則:

（1）碰后C球平拋的水平位移 （2）碰后瞬間B球的速度  （3）A、B間輕桿的長度

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，一只木箱質(zhì)量為m=20kg，靜止在水平面上，木箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為="0.25." 現(xiàn)用與水平方向成斜向右下方的力F=200N推木箱，作用t=2.5s后撤去此推力，最終木箱停在水平面上.
已知，，取g=10m/s2.求：

（1）在推力F作用下，木箱的加速度大小a；
（2）全過程中木箱的最大速度Vm；
（3）撤去推力F后木箱繼續(xù)滑行的時間t.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，電荷量為q=1×10-4C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場，電場強度E的大小與時間的關(guān)系如圖乙所示，物塊運動的速度v與時間t的關(guān)系如圖丙所示，取重力加速度g=10m/s2．求：

（1）物體的質(zhì)量m;（2）物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;（3）前4s內(nèi)電場力做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌光滑且電阻不計，導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為θ．在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場．把一個質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，在外力作用下保持靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻為R1．完成下列問題：

(1)如圖甲，金屬導(dǎo)軌的一端接一個內(nèi)阻為r的直流電源。撤去外力后導(dǎo)體棒仍能靜止．求直流電源電動勢；
(2)如圖乙，金屬導(dǎo)軌的一端接一個阻值為R2的定值電阻，撤去外力讓導(dǎo)體棒由靜止開始下滑．在加速下滑的過程中，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達到v時，求此時導(dǎo)體棒的加速度；
(3)求(2)問中導(dǎo)體棒所能達到的最大速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示， A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝2.5m的半圓，BC、AD段水平，AD ="BC" =" 8" m，B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強電場場強E＝ 6 ×105 V/m；質(zhì)量為m = 4×10－3 kg、帶電量q = +1×10－8C的小環(huán)套在軌道上，小環(huán)與軌道AD段之間存在摩擦且動摩擦因數(shù)處處相同，小環(huán)與軌道其余部分的摩擦忽略不計，現(xiàn)使小環(huán)在D點獲得某一初速度沿軌道向左運動，若小環(huán)在軌道上可以無限循環(huán)運動，且小環(huán)每次到達圓弧上的A點時，對圓軌道剛好均無壓力．求：

（1）小環(huán)通過A點時的速度多大；
（2）小環(huán)與AD段間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）小環(huán)運動到D點時的速度多大．

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