【題目】如圖，在豎直平面內(nèi)，半徑R=0.5m的光滑圓弧軌道ABC與粗糙的足夠長(zhǎng)斜面CD相切于C點(diǎn)，CD與水平面的夾角θ=37°，B是軌道最低點(diǎn)，其最大承受力Fm=21N，過A點(diǎn)的切線沿豎直方向。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊，從A點(diǎn)正上方的P點(diǎn)由靜止落下。已知物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.取sin37°=0.6.co37°=0.8，g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。

(1)為保證軌道不會(huì)被破壞，求P、A間的最大高度差H及物塊能沿斜面上滑的最大距離L；

(2)若P、A間的高度差h=3.6m，求系統(tǒng)最終因摩擦所產(chǎn)生的總熱量Q。

【答案】(1) 4.5m，4.9m；(2) 4J

【解析】

(1)設(shè)物塊在B點(diǎn)的最大速度為vB，由牛頓第二定律得：

從P到Ｂ，由動(dòng)能定理得

解得

H=4.5m

物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到斜面最高處的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：

-mg[R（1-cos37°）+Lsin37°]-μmgcos37°L=

解得

L=4.9m

(3)物塊在斜面上，由于mgsin37°＞μmgcos37°，物塊不會(huì)停在斜面上，物塊最后以B點(diǎn)為中心，C點(diǎn)為最高點(diǎn)沿圓弧軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由功能關(guān)系得系統(tǒng)最終因摩擦所產(chǎn)生的總熱量

Q=mg（h+Rcos37°）

解得

Q=4J

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】如圖所示為兩相通圓柱形玻璃管的截面圖，細(xì)端開口，粗管的橫截面積為細(xì)管2倍。室溫（27℃）環(huán)境中，在細(xì)管中注入4cm長(zhǎng)的水銀柱，開口向下豎直放置時(shí)，水銀柱上端離連通處8cm；緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向上，水銀柱剛好沒有進(jìn)入粗管中，已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg。

(1)求粗管的長(zhǎng)度；

(2)保持開口豎直向下，求溫度降至多少攝氏度時(shí)，才能保證有一半體積的水銀留在細(xì)管中。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy直角坐標(biāo)平面內(nèi)－m≤x＜0的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.32 T，0≤x＜2.56 m的區(qū)域有沿方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在x軸上坐標(biāo)為的S點(diǎn)有一粒子源，它一次能沿紙面同時(shí)向磁場(chǎng)內(nèi)每個(gè)方向各發(fā)射一個(gè)比荷＝5.0×107 C/kg，速率v＝1.6×106 m/s的帶正電粒子。若粒子源只發(fā)射一次，其中只有一個(gè)粒子Z剛好能到達(dá)電場(chǎng)的右邊界，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。求：

(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E及Z粒子從S點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度方向與磁場(chǎng)左邊界的夾角θ；

(3)Z粒子第一次剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，還未離開過磁場(chǎng)的粒子占粒子總數(shù)的比例η。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一小石子從靠近豎直墻面的a點(diǎn)由靜止開始落下。途中經(jīng)過b、c、d三個(gè)點(diǎn)，而且通過ab、bc、cd各段所用的時(shí)間均為T。若讓小石子從b點(diǎn)由靜止開始落下，空氣阻力不計(jì)，則該小石子（　�。�

A.通過bc、cd段的時(shí)間均小于T

B.通過c、d點(diǎn)的速度之比為1：2

C.通過bc、cd段的平均速度之比為3：5

D.通過c點(diǎn)的速度大于通過bd段的平均速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑軌道OP，以O為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系xOy，Ox軸沿水平方向，軌道OP的方程為y=x2，P端的橫坐標(biāo)為1.6m�，F(xiàn)加一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，把一個(gè)質(zhì)量為0.2kg的帶正電小環(huán)套在軌道O端，并以4m/s的初速度沿水平方向拋出，在滑軌道下滑過程中，磁場(chǎng)對(duì)小環(huán)的作用力大小為F1，軌道對(duì)小環(huán)的作用力大小為F2.取g=10m/s2，則（　�。�

A.小環(huán)運(yùn)動(dòng)到P端前，F1與F2始終相等

B.小環(huán)運(yùn)動(dòng)到P端所用的時(shí)間小于0.4s

C.小環(huán)運(yùn)動(dòng)到P端時(shí)速度大小為4 m/s

D.小環(huán)運(yùn)動(dòng)到P端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為8 W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，質(zhì)量為M的盒子里面有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊。已知盒子在恒定拉力F（豎直向上）的作用下向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，下列正確的是（　　）

A.在盒子上升h高度的過程中，小物塊的機(jī)械能增加了

B.在盒子上升t時(shí)間的過程中，盒子底部對(duì)小物塊的沖量大小為

C.在盒子上升h高度時(shí)，由于碰到障礙物而突然停止運(yùn)動(dòng)，此后小物塊繼續(xù)上升且恰好沒有碰到盒子上板，那么盒子內(nèi)部空間的高度

D.在盒子和小物上升的過程中，若F突然反向，則此時(shí)盒子的加速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。下列說法錯(cuò)誤的是（　�。�

A.變壓器輸入、輸出功率之比為

B.變壓器原、副線圈中的電流強(qiáng)度之比為

C.u隨t變化的規(guī)律為國(guó)際單位制

D.若熱敏電阻的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半圓光滑絕緣軌道MN固定在豎直平面內(nèi)，O為其圓心，M、N與O高度相同，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直．現(xiàn)將一個(gè)帶正電的小球自M點(diǎn)由靜止釋放，它將沿軌道在M、N間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)．下列說法中正確的是(　　)

A. 小球在M點(diǎn)和N點(diǎn)時(shí)均處于平衡狀態(tài)

B. 小球由M到N所用的時(shí)間大于由N到M所用的時(shí)間

C. 小球每次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小均相等

D. 小球每次經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)所受合外力大小均相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】投擲飛鏢是同學(xué)們非常喜歡的一項(xiàng)健身運(yùn)動(dòng)，某同學(xué)在一次投擲飛鏢的過程中，水平投出的飛鏢恰好擊中飛鏢靶盤中心正下方的一點(diǎn)，如圖所示。保持投擲的高度不變且水平投擲，為了能夠擊中靶心，以下判斷中不正確的是（ ）

A.只要適當(dāng)水平往前移動(dòng)一下投擲的位置就有可能擊中靶心

B.只要適當(dāng)增大水平投出的速度就有可能擊中靶心

C.只要是能夠擊中靶心，擊中靶盤時(shí)的速度一定比原來大

D.若同時(shí)調(diào)整投擲的水平距離和速度，擊中靶盤時(shí)的速度與豎直方向的夾角可以和原來相同

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