如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB部分是傾角為37°的直軌道，BCD部分是以O(shè)為圓心、半徑為R的圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)，D點(diǎn)與O點(diǎn)等高，A點(diǎn)在D點(diǎn)的正下方．質(zhì)量為m的小球在沿斜面向上的拉力F作用下，從A點(diǎn)由靜止開始做變加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去外力．已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點(diǎn)C，然后經(jīng)過D點(diǎn)落回到A點(diǎn)．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小為g．求
（1）小球在C點(diǎn)的速度的大�。�
（2）小球在AB段運(yùn)動(dòng)過程，拉力F所做的功；
（3）小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間．
（1）在C點(diǎn)：由牛頓第二定律得，mg=m
v2C
R

解得：vC=
gR

（2）已知θ=37°外力在AB段所做的功為W，由幾何關(guān)系得：AB=
R+Rsinθ
cosθ
=2R
從B到C，根據(jù)機(jī)械能守恒定律
1
2
m
v2B
=
1
2
m
v2C
+mg（R+Rcosθ）
從A到B，根據(jù)動(dòng)能定理，
W-mg2Rsinθ=
1
2
m
v2B

聯(lián)立解得：W=
7
2
mg
（3）從C到D，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，
1
2
m
v2D
=
1
2
m
v2C
+mgR
解得：vD=
3gR

從C到A，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，
1
2
mv
2A
=
1
2
m
v2C
+mg3R
解得：vA=
7gR

從D到A做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，
AD=
1
2
(vD+vA)t
解得：t=（
7
-
3
）
R
g

答：
（1）小球在C點(diǎn)的速度的大小為
gR
；
（2）小球在AB段運(yùn)動(dòng)過程，拉力F所做的功為
7
2
mg；
（3）小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間為（
7
-
3
）
R
g
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

用如圖5－8甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。


小題1:實(shí)驗(yàn)小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，剩下的一部分紙帶上各點(diǎn)間的距離如圖5－9所示的數(shù)值，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期為T=0.02S,重力加速度g=10m/s2;重錘的質(zhì)量為m=1kg,已知S1=0.98cm,S2=1.42cm,S3="1.78cm," S4=2.18cm,重錘從B點(diǎn)到C點(diǎn)重力勢能變化量是                   J，動(dòng)能變化量是         J.  (結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 

 

 

小題2:若實(shí)驗(yàn)小組B在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動(dòng)能的增加，其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過程中存在阻力作用，因此想到可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測阻力的大小. 根據(jù)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g，電源的頻率為f,用這些物理量求出了重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小F＝___________（用字母g、m、f、 S1、 S2、S3、S4表示）.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)處自由落下，不計(jì)空氣阻力．當(dāng)它下落到高度為
3
4
h處時(shí)，它的動(dòng)能大小等于（　　）
A．mghB．
1
4
mgh		C．
1
2
mgh		D．
3
4
mgh

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m的小球從離桌面H高處由靜止落下，桌面離地面的高度為h．若以桌面為參考平面，則小球落地時(shí)的機(jī)械能為（　�。�
A．mgHB．mghC．mg（H+h）D．mg（H-h）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

物體由靜止開始沿固定光滑斜面下滑，其末速度的大�。ā　。�
A．只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大
B．只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越小
C．只與下滑的高度有關(guān)，高度越高、速度越大
D．只與下滑的高度有關(guān)，高度越高、速度越小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

質(zhì)量均為m的小物體A和B分別系在一根不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩兩端，繩子跨過固定在傾角θ=30°的斜面頂端的定滑輪上，且斜面固定在水平地面上．開始時(shí)把物體B拉到斜面底端，繩與斜面平行，這時(shí)物體A離地面的高度為1.8m，如圖所示，若不計(jì)一切摩擦，從靜止開始放手讓它們運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2，求：
（1）物體A著地時(shí)的速度；
（2）物體A著地后（即靜止于地面）物體B沿斜面上滑的最大距離．（設(shè)斜面足夠長）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，物體A的質(zhì)量M=2kg和物體B的質(zhì)量m=1kg，通過輕繩子跨過滑輪相連．斜面光滑，不計(jì)繩子和滑輪之間的摩擦．開始時(shí)A物體離地的高度為h=0.4m，B物體位于斜面的底端，斜面傾角為θ=30°，剛開始時(shí)用手托住A物體，使A、B兩物均處于靜止?fàn)顟B(tài)．重力加速度g=10m/s2，撤去手后，求：
（1）A物體落地瞬間的速度大�。�
（2）A物體落地后B物體在斜面上的最遠(yuǎn)點(diǎn)離地的高度多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s的速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示．一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體（物體可以視為質(zhì)點(diǎn)），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計(jì)其動(dòng)能損失．物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，g=10m/s2，則：
（1）物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端的速度大��？
（2）為使物體不掉下傳送帶，傳送帶左右兩端AB間的距離L至少為多少？
（3）物體在傳送帶上先向左運(yùn)動(dòng)后向右運(yùn)動(dòng)，最后沿斜面上滑所能達(dá)到的最大高度h′為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，一小球質(zhì)量為m，用長為L的懸線固定于O點(diǎn)，O點(diǎn)正下方
L
3
處有一長釘子，將懸線沿水平方向拉直后無初速度釋放，在懸線碰到釘子的瞬間（　�。�
A．小球的速度突然增大
B．小球的角速度突然增大
C．小球的向心加速度突然增大
D．小球的向心加速度突然減小

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