小物塊A的質(zhì)量為m=2kg，物塊與坡道間的動摩擦因數(shù)為μ=0.6，水平面光滑；坡道頂端距水平面高度為h=1m，傾角為θ=37⁰；物塊從坡道進(jìn)入水平滑道時，在底端O點處無機(jī)械能損失，將輕彈簧的一端連接在水平滑道M處并固定墻上，另一自由端恰位于坡道的底端O點，如圖所示。物塊A從坡頂由靜止滑下，重力加速度為g=10m/s²求：

（1）物塊滑到O點時的速度大小.
（2）彈簧為最大壓縮量時的彈性勢能.
（3）物塊A被彈回到坡道上升的最大高度.

（20分） 能的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的規(guī)律，如：電源給電容器的充電過程可以等效為將電荷逐個從原本電中性的兩極板中的一個極板移到另一個極板的過程. 在移動過程中克服電場力做功，電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能．實驗表明:電容器兩極間的電壓與電容器所帶電量如圖所示．
（1）對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法．請你借鑒此方法，根據(jù)圖示的Q-U圖像，若電容器電容為C，兩極板間電壓為U，證明：電容器所儲存的電場能為．
（2）如圖所示，平行金屬框架豎直放置在絕緣地面上．框架上端接有一電容為C的電容器．框架上一質(zhì)量為m、長為L的金屬棒平行于地面放置，離地面的高度為h．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面相垂直．現(xiàn)將金屬棒由靜止開始釋放，金屬棒下滑過程中與框架接觸良好且無摩擦．開始時電容器不帶電，不計各處電阻．

求：a. 金屬棒落地時的速度大小    b. 金屬棒從靜止釋放到落到地面的時間

某物理小組在研究過山車原理的過程中，提出了下列的設(shè)想：取一個與水平方向夾角為37°、長為L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示。一個小物塊以初速度，從某一高處水平拋出，到A點時速度方向恰好沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)（g取10m/s²，）

（1）求小物塊的拋出點和A點的高度差；
（2）要使小物塊不離開軌道，并從水平軌道DE滑出，求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
（3）為了讓小物塊不離開軌道，并且能夠滑回傾斜軌道AB，則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件?
（4）按照（3）問的要求，小物塊進(jìn)入軌道后可以有多少次通過圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點。

如圖所示，M₁N₁、M₂N₂是兩根處于同一水平面內(nèi)的平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離是d=0.5m，導(dǎo)軌左端接有定值電阻R=2Ω，質(zhì)量為m=0.1kg的滑塊垂直于導(dǎo)軌，可在導(dǎo)軌上左右滑動并與導(dǎo)軌有良好的接觸，滑動過程中滑塊與導(dǎo)軌間的摩擦力恒為f=1N，滑塊用絕緣細(xì)線與質(zhì)量為M=0.2kg的重物連接，細(xì)線跨過光滑的定滑輪，整個裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是B=2T，將滑塊由靜止釋放．設(shè)導(dǎo)軌足夠長，磁場足夠大，M未落地，且不計導(dǎo)軌和滑塊的電阻．g=10m/s²，求：

滑塊能獲得的最大動能
滑塊的加速度為a=2m/s²時的速度
設(shè)滑塊從開始運(yùn)動到獲得最大速度的過程中，電流在電阻R上所做的電功是w=0.8J，求此過程中滑塊滑動的距離．

如圖所示，兩根足夠長相距為L的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角53°，導(dǎo)軌處在豎直向上的有界勻強(qiáng)磁場中，有界勻強(qiáng)磁場的寬度，導(dǎo)軌上端連一阻值R=1Ω的電阻。質(zhì)量m=1kg、電阻r=1Ω的細(xì)金屬棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，開始時與磁場上邊界距離，現(xiàn)將棒ab由靜止釋放，棒ab剛進(jìn)入磁場時恰好做勻速運(yùn)動。棒ab在下滑過程中與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌光滑且電阻不計，取重力加速度g = 10m/s²。求：

（1）棒ab剛進(jìn)入磁場時的速度v；
（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（3）棒ab穿過過磁場的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q 。

為了研究過山車的原理，某興趣小組提出了下列設(shè)想：取一個與水平方向夾角為37°、長為l = 2.0m的粗糙傾斜軌道AB，通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個軌道除AB段以外都是光滑的。其AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示．一個小物塊以初速度v₀＝4.0m/s從某一高處水平拋出，到A點時速度方向恰好沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下．已知物塊與傾斜軌道的動摩擦因數(shù) μ = 0.50．（g＝10m/s²、sin37°＝ 0.60、cos37° ＝0.80）

⑴求小物塊到達(dá)A點時速度。
⑵要使小物塊不離開軌道，并從軌道DE滑出，求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件？
⑶為了讓小物塊不離開軌道，并且能夠滑回傾斜軌道AB，則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件？

浙江衛(wèi)視六頻道《我老爸最棒》欄目中有一項人體飛鏢項目，該運(yùn)動簡化模型如圖所示。某次運(yùn)動中，手握飛鏢的小孩用不可伸長的細(xì)繩系于天花板下，在A處被其父親沿垂直細(xì)繩方向推出，擺至最低處B時小孩松手，飛鏢依靠慣性飛出擊中豎直放置的圓形靶最低點D點，圓形靶的最高點C與B在同一高度，C、O、D在一條直徑上，A、B、C三處在同一豎直平面內(nèi)，且BC與圓形靶平面垂直。已知飛鏢質(zhì)量m=1kg，BC距離s=8m，靶的半徑R=2m，AB高度差h=0.8m，g取10m/s²。不計空氣阻力，小孩和飛鏢均可視為質(zhì)點。

（1）求孩子在A處被推出時初速度v_o的大�。�
（2）若小孩擺至最低處B點時沿BC方向用力推出飛鏢，飛鏢剛好能擊中靶心，求在B處小孩對飛鏢做的功W;
（3）在第（2）小題中，如果飛鏢脫手時沿BC方向速度不變，但由于小孩手臂的水平抖動使其獲得了一個垂直于BC的水平速度v，要讓飛鏢能夠擊中圓形靶，求v的取值范圍。

（14分）如圖，水平面內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌，其MN、PQ邊的電阻不計，MP邊的電阻阻值R=1.5Ω，MN與MP的夾角為135°，PQ與MP垂直，MP邊長度小于1m。將質(zhì)量m=2kg，電阻不計的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上，并與MP平行。棒與MN、PQ交點G、H間的距離L=4m.空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。在外力作用下，棒由GH處以一定的初速度向左做直線運(yùn)動，運(yùn)動時回路中的電流強(qiáng)度始終與初始時的電流強(qiáng)度相等。

（1）若初速度v₁=3m/s，求棒在GH處所受的安培力大小F_A。
（2）若初速度v₂=1.5m/s，求棒向左移動距離2m到達(dá)EF所需時間Δt。
（3）在棒由GH處向左移動2m到達(dá)EF處的過程中，外力做功W=7J，求初速度v₃。

圖為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點水平相切。點A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面。一質(zhì)量為m的游客（視為質(zhì)點）可從軌道AB的任意位置滑下，不計空氣阻力。

（1）若游客從A點由靜止開始滑下，到B點時沿切線方向滑離軌道落在水面D點，OD=2R，求游客滑到的速度v_B大小及運(yùn)動過程軌道摩擦力對其所做的功W_f；
（2）若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點，有因為受到微小擾動，繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點后滑離軌道，求P點離水面的高度h。（提示：在圓周運(yùn)動過程中任一點，質(zhì)點所受的向心力與其速率的關(guān)系為）

（16分）如圖所示，豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切，小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點�，F(xiàn)將A無初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個整體，并沿桌面滑動。已知圓弧軌道光滑，半徑R=0.2m，A與B的質(zhì)量相等，A與B整體與桌面之間的動摩擦因數(shù)=0.2。取重力加速度g=10m/s²，求：

（1）碰撞前瞬間A的速率v。
（2）碰撞后瞬間A與B整體的速度。
（3）A與B整體在桌面上滑動的距離L。