如圖所示，一小球從A點(diǎn)以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R=10cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝，C、D兩點(diǎn)的豎直高度h=0.8m，水平距離s=1.2m，水平軌道AB長為L1=1m，BC長為L2=3m，.小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，則：

（1）若小球恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小球在A點(diǎn)的初速度？
（2）若小球既能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，又不掉進(jìn)壕溝，求小球在A點(diǎn)的初速度的范圍是多少？

（1）3m/s （2）3m/s≤vA≤4m/s或vA≥5m/s

解析試題分析：（1）小球恰能通過最高點(diǎn)     ①
由B到最高點(diǎn) mvB2＝mv2+mg(2R)  ②
由A→B  ?μmgL1＝mvB2?mvA2  ③
解得：在A點(diǎn)的初速度vA=3m/s  ④
（2）若小球恰好停在C處，對(duì)全程進(jìn)行研究，則有：
-μmg（L+L′）=0-mv′2，解得v′=4m/s．
所以當(dāng)3m/s≤vA≤4m/s時(shí)，小球停在BC間．
若小球恰能越過壕溝時(shí)，則有
h=gt2，   s=vt，
又-μmg（L+L′）=mv2-mv″2
解得，v″=5m/s
所以當(dāng)vA≥5m/s，小球越過壕溝．
考點(diǎn)：牛頓定律；動(dòng)能定理；平拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)及圓周運(yùn)動(dòng)。

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：計(jì)算題

(12分)如圖所示，光滑曲面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以4 m/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2 kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn))，從h="1.8" m高處由靜止沿曲面下滑，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，若傳送帶足夠長，取g="10" m/s²。試求：

(1)物體由靜止開始下滑到A處的速度？
(2)物體從A處向左運(yùn)動(dòng)的最大位移？
(3)物體從A處向左運(yùn)動(dòng)到最大位移處的過程中，物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少？
(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（11分）摩擦系數(shù)μ=0.2的水平地面AB長75m，和光滑斜面在B點(diǎn)用一小段光滑圓弧相連，斜面和水平地面的夾角為30O且無限長，一質(zhì)量為m=1kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)以初速度vo=20m/s的速度向右滑動(dòng)，求物體從A點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過B點(diǎn)的速度大小和時(shí)間？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為M=400g的鐵板固定在一根輕彈簧上方，鐵板的上表面保持水平。彈簧的下端固定在水平面上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。在鐵板中心的正上方有一個(gè)質(zhì)量為m=100g的木塊，從離鐵板上表面高h(yuǎn)=80cm處自由下落。木塊撞到鐵板上以后不再離開，兩者一起開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。木塊撞到鐵板上以后，共同下降了l1=2.0cm時(shí)刻，它們的共同速度第一次達(dá)到最大值。又繼續(xù)下降了l2=8.0cm后，它們的共同速度第一次減小為零。空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度取g=10m/s2。求：

⑴ 若彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比，比例系數(shù)叫做彈簧的勁度，用k表示．求本題中彈簧的勁度k；
⑵ 從木塊和鐵板共同開始向下運(yùn)動(dòng)到它們的共同速度第一次減小到零的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加了多少？
⑶在振動(dòng)過程中，鐵板對(duì)木塊的彈力的最小值N是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示,高為H=0.45m的臺(tái)面上有輕質(zhì)細(xì)繩, 繩的一端系一質(zhì)量為m=0.1kg的小球P,另一端掛在光滑的水平軸上O上,O到小球P的距離為R=0.1m,小球與臺(tái)面接觸,但無相互作用,在小球兩側(cè)等距離各為L=0.5m處,分別固定一光滑斜面及一水平向左運(yùn)動(dòng)的傳送帶,傳送帶長為d=0.9m,運(yùn)行速度大小為v=3m/s,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊Q從斜面上的A處無初速滑下(A距臺(tái)面高h(yuǎn)=0.7m),至C處與小球發(fā)生彈性碰撞,已知滑塊與臺(tái)面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.5,與傳送帶之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.25，不計(jì)傳送帶高度,及滑輪大小對(duì)問題的影響。(重力加速度g=10m/s2)

求(1)當(dāng)小球被撞后做圓周運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)對(duì)輕繩的作用力大小?
(2)滑塊的最終位置與傳送帶末端的E的距離?
(3)整個(gè)過程傳送帶電機(jī)消耗的電能?

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，AB為傾角θ＝37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP為圓心角等于143°，半徑R=1m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)，P、0兩點(diǎn)在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點(diǎn),另一自由端在斜面上C點(diǎn)處，現(xiàn)有一質(zhì)量m = 2kg的物塊在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn)后（不栓接）釋放，物塊經(jīng)過C點(diǎn)后，從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中的位移與時(shí)間的關(guān)系為（式中x單位是m , t單位是s），假設(shè)物塊笫一次經(jīng)過B點(diǎn)后恰能到達(dá)P點(diǎn)，（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)，g取1Om/s2。

試求：（1） 若CD=1m，試求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，彈簧對(duì)物塊所做的功；
（2） B、C兩點(diǎn)間的距離x
（3） 若在P處安裝一個(gè)豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞時(shí)間極短且無機(jī)械能損失，小物塊與彈簧相互作用不損失機(jī)械能，試通過計(jì)算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運(yùn)動(dòng)過程中是否會(huì)脫離軌道？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，長為L細(xì)線的一端固定在 A點(diǎn)，另一端系質(zhì)量為m的小球，AB是過A的豎直線，且AB=L，E為AB的中點(diǎn)，過E作水平線 EF，在EF上某一位置釘一小釘D�，F(xiàn)將小球懸線拉至水平，然后由靜止釋放，不計(jì)線與釘碰撞時(shí)的機(jī)械能損失。

(1)若釘子在E點(diǎn)位置，則小球經(jīng)過B點(diǎn)前瞬間，求繩子拉力T的大小。
(2)若小球要恰好能繞釘子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求釘子釘在D的位置離E點(diǎn)的距離x。
(3)保持小釘在(2)問中的D位置不變，讓小球從圖示的P點(diǎn)靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，若細(xì)線剛好達(dá)到最大張力而斷開，且小球運(yùn)動(dòng)的軌跡經(jīng)過B點(diǎn)。試求細(xì)線能承受的最大張力Tm．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（7分）如圖甲所示，一半徑R＝1m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道，與斜面相切于B處，圓弧軌道的最高點(diǎn)為M，斜面傾角θ＝37°，t＝0時(shí)刻有一物塊從斜面底端A處沿斜面上滑，其在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度變化規(guī)律如圖乙所示．若物塊恰能到達(dá)M點(diǎn)，（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求：

（1）物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，一小球從A點(diǎn)以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝，C、D兩點(diǎn)的豎直高度，水平距離，水平軌道AB長為，BC長為，小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度.求：

（1）若小球恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小球在A點(diǎn)的初速度？
（2）若小球既能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，又不掉進(jìn)壕溝，求小球在A點(diǎn)的初速度的范圍是多少？

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