某游樂(lè)場(chǎng)中一種玩具車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況可以簡(jiǎn)化為如下模型：豎直平面內(nèi)有一水平軌道AB與1/4圓弧軌道BC相切于B點(diǎn)，如圖所示。質(zhì)量m=100kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從水平軌道上的 P 點(diǎn)在水平向右的恒力F的作用下由靜止出發(fā)沿軌道AC運(yùn)動(dòng)，恰好能到達(dá)軌道的末端C點(diǎn)。已知P點(diǎn)與B點(diǎn)相距L=6m，圓軌道BC的半徑R=3m，滑塊與水平軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，其它摩擦與空氣阻力均忽略不計(jì)。（g取10m/s2)求：

（1）恒力F的大�。�
（2）滑塊第一次滑回水平軌道時(shí)離B點(diǎn)的最大距離
（3）滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)的總路程S．

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）滑塊恰好能到達(dá)軌道的末端C點(diǎn)，說(shuō)明滑塊從P到C動(dòng)能變化為零，對(duì)滑塊應(yīng)用動(dòng)能定理
         （2分）
解得        （1分）
（2）設(shè)滑塊第一次返回水平軌道的最遠(yuǎn)處P1離B點(diǎn)的距離為d
對(duì)滑塊從C到P1
         （1分）
解得：       （1分）
滑塊最終下落到達(dá)B點(diǎn)的速度將減至零，從而將在圓弧上以B點(diǎn)為最遠(yuǎn)位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)滑塊在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理
    （2分）
解得            （1分）
考點(diǎn)：動(dòng)能定理、功能關(guān)系

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖甲所示，粗糙水平面CD與光滑斜面DE平滑連接于D處；可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A、B緊靠一起靜置于P點(diǎn)，某時(shí)刻A、B在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離，此后A向左運(yùn)動(dòng)．
已知：斜面的高度H=1.2m；A、B質(zhì)量分別為1kg和0.8kg，且它們與CD段的動(dòng)摩擦因數(shù)相同；A向左運(yùn)動(dòng)的速度平方與位移大小關(guān)系如圖乙；重力加速度g取10m/s2．

（1）求A、B與CD段的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）求A、B分離時(shí)B的速度大小vB；
（3）要使B能追上A，試討論P(yáng)、D兩點(diǎn)間距x的取值范圍．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在一個(gè)水平面上建立x軸，在過(guò)原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E ＝6.0×105 N/C，方向與x軸正方向相同．在O處放一個(gè)電荷量-5.0×10-8 C、質(zhì)量m＝1.0×10-2 kg的絕緣物塊．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.20，沿x軸正方向給物塊一個(gè)初速度v0＝4.0 m/s，求物塊最終停止時(shí)的位置．（g取10 m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，離地H高處有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體處于場(chǎng)強(qiáng)按E=E0—kt（E0、k均為大于零的常數(shù)，取水平向左為正方向）變化的電場(chǎng)中，物體與豎直絕緣墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，已知μqE0＞mg。若物體所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)物體下滑后脫離墻面，此時(shí)速度大小為，最終落在地面。

（1）在下圖中畫(huà)出反映摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖線，并計(jì)算物體克服摩擦力所做的功。
（2）試分析物體從t=0開(kāi)始的運(yùn)動(dòng)情況，并計(jì)算物體從t=0開(kāi)始至落地的總時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，半徑分別為R和r的甲、乙兩個(gè)光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過(guò)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的CD段，又滑上乙軌道，最后離開(kāi)兩圓軌道，若小球在兩圓軌道的最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力都恰好為零，試求CD段的長(zhǎng)度.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖乙，一質(zhì)量為m的平板車(chē)左端放有質(zhì)量為M的小滑塊，滑塊與平板車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。開(kāi)始時(shí)，平板車(chē)和滑塊共同以速度v0沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞時(shí)間極短，且碰撞后平板車(chē)速度大小保持不變，但方向與原來(lái)相反。平板車(chē)足夠長(zhǎng)，以至滑塊不會(huì)滑出平板車(chē)右端，重力加速度為g。求：

①平板車(chē)第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時(shí)兩者的共同速度；
②平板車(chē)第一次與墻壁碰撞后再次與滑塊速度相同時(shí)，平板車(chē)右端距墻壁的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖所示，在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L(zhǎng)、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在與右側(cè)虛線相距也為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)平行的屏�，F(xiàn)有一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì))，以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度v0射入電場(chǎng)中，v0方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O。試求：

（1）粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間；
（2）粒子打到屏上的點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離；
（3）粒子在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，A、B、C質(zhì)量分別為mA=0.7kg，mB=0.2kg，mC=0.1kg，B為套在細(xì)繩上的圓環(huán)，A與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，另一圓環(huán)D固定在桌邊，離地面高h(yuǎn)2=0.3m，當(dāng)B、C從靜止下降h1=0.3m，C穿環(huán)而過(guò)，B被D擋住，不計(jì)繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦，取g=10m/s2，若開(kāi)始時(shí)A離桌面足夠遠(yuǎn).

（1）請(qǐng)判斷C能否落到地面.
（2）A在桌面上滑行的距離是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，以A、B和C、D為端點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi)，一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠B點(diǎn)，上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、C，一物塊被輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上E點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)到A時(shí)剛好與傳送帶速度相同，然后經(jīng)A沿半圓軌道滑下，再經(jīng)B滑上滑板，滑板運(yùn)動(dòng)到C時(shí)被牢固粘連，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m，滑板質(zhì)量M=2m，兩半圓半徑均為R，板長(zhǎng)=6.5R，板右端到C的距離L在R＜L＜5R范圍內(nèi)取值，E距A為S=5R，物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均μ=0.5，重力加速度取g。

（1）求物塊滑到B點(diǎn)的速度大小；
（2）試討論物塊從滑上滑板到離開(kāi)滑板右端的過(guò)程中，克服摩擦力做的功Wf與L的關(guān)系，并判斷物塊能否滑到CD軌道的中點(diǎn)。

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