（16分）如圖所示，固定的光滑平臺左端固定有一光滑的半圓軌道，軌道半徑為R，平臺上靜止放著兩個(gè)滑塊A、B，其質(zhì)量mA=m，mB=2m，兩滑塊間夾有少量炸藥．平臺右側(cè)有一小車，靜止在光滑的水平地面上，小車質(zhì)量M=3m，車長L=2R，車面與平臺的臺面等高，車面粗糙，動摩擦因數(shù)μ=0.2，右側(cè)地面上有一立樁，立樁與小車右端的距離為s，s在0<s<2R的范圍內(nèi)取值，當(dāng)小車運(yùn)動到立樁處立即被牢固粘連。點(diǎn)燃炸藥后，滑塊A恰好能夠通過半圓軌道的最高點(diǎn)D，滑塊B沖上小車．兩滑塊都可以看作質(zhì)點(diǎn)，炸藥的質(zhì)量忽略不計(jì)，爆炸的時(shí)間極短，爆炸后兩個(gè)滑塊的速度方向在同一水平直線上，重力加速度為g=10m/s2．求：

（1）滑塊A在半圓軌道最低點(diǎn)C受到軌道的支持力FN．
（2）炸藥爆炸后滑塊B的速度大小vB．
（3）請討論滑塊B從滑上小車在小車上運(yùn)動的過程中，克服摩擦力做的功Wf與s的關(guān)系．

(1) 6mg     (2)      (3) 0.4mg（2R+s）

解析試題分析：（1）以水平向右為正方向，設(shè)爆炸后滑塊A的速度大小為vA，
滑塊A在半圓軌道運(yùn)動，設(shè)到達(dá)最高點(diǎn)的速度為vAD，則 ， 得     
滑塊A在半圓軌道運(yùn)動過程中，據(jù)動能定理：      
得：         
滑塊A在半圓軌道最低點(diǎn)： ，  得：           
（2）A、B爆炸過程動量守恒，則，  得：               
（3）、滑塊B滑上小車直到與小車共速的過程中，動量守恒：       
得：           
滑塊B從滑上小車到共速時(shí)的位移為          
小車從開始運(yùn)動到共速時(shí)的位移為         
滑塊B相對小車的位移為：<2R，滑塊B未掉下小車。      
討論：當(dāng)時(shí)，滑塊B從滑上小車到共速時(shí)克服摩擦力做功為   
                         
然后滑塊B做勻減速運(yùn)動直到停下的位移為>，滑塊會從小車滑離。  
則滑塊共速后在小車運(yùn)動時(shí)克服摩擦力做功為                
所以，當(dāng)時(shí)，滑塊B克服摩擦力做功為           
當(dāng)時(shí)，滑塊會滑離小車，滑塊B克服摩擦力做功為

考點(diǎn)：考查了動能定理，動量守恒，功的計(jì)算，

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

質(zhì)量為0.01kg、以800m/s的速度飛行的子彈與質(zhì)量為0.8kg、以10m/s的速度飛行的皮球相比

A．子彈的動量較大 B．皮球的動量較大
C．子彈的動能較大 D．皮球的動能較大

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)的主要步驟是：
①找一段平直的路面，并在路面上畫一道起點(diǎn)線；
②騎上自行車用較快速度駛過起點(diǎn)線，并從車把手處自由釋放一團(tuán)很容易辨別的橡皮泥；
③車駛過起點(diǎn)線后就不再蹬自行車腳蹬，讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進(jìn)；
④待車停下，記錄自行車停下時(shí)的位置；
⑤用卷尺量出起點(diǎn)線到橡皮泥落地點(diǎn)間的距離、起點(diǎn)線到終點(diǎn)的距離及車把手處離地高度。
若自行車在行駛中所受的阻力為并保持恒定。
（1）自行車經(jīng)過起點(diǎn)線時(shí)的速度　　　　　；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）
（2）自行車經(jīng)過起點(diǎn)線后克服阻力做功　　　　　；（用己知的物理量和所測量得到的物理量表示）
（3）多次改變自行車經(jīng)過起點(diǎn)時(shí)的初速度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟②~④，則每次只需測量上述物理量中的　　　　　和　　　　　，就能通過數(shù)據(jù)分析達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，某物體在一個(gè)與水平方向成θ角的恒力F的作用下做勻加速直線運(yùn)動，發(fā)生的位移為s，在此過程中，恒力F對物體所做的功為_______，若地面光滑，物體動能的變化量為________。

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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0.2kg的物體帶正電,其電量為4×10-4C，從半徑為0.3m光滑的1/4圓弧滑軌上端A點(diǎn)由靜止下滑到底端B點(diǎn)，然后繼續(xù)沿水平面滑動。物體與水平面間的滑動摩擦因數(shù)為0.4，整個(gè)裝置處于E=103N/C的豎直向下的勻強(qiáng)電場中。（g取10m/s2）求：

（1）物體運(yùn)動到圓弧滑軌底端B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小；
（2）物體在水平面上滑行的最大距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

滑板運(yùn)動是極限運(yùn)動的鼻祖，許多極限運(yùn)動項(xiàng)目均由滑板項(xiàng)目延伸而來。如圖是滑板運(yùn)動的軌道，BC和DE是兩段光滑圓弧形軌道，BC段的圓心為O點(diǎn)，圓心角為60º，半徑OC與水平軌道CD垂直，水平軌道CD段粗糙且長8m。一運(yùn)動員從軌道上的A點(diǎn)以3m/s的速度水平滑出，在B點(diǎn)剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧軌道BC，經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道，到達(dá)E點(diǎn)時(shí)速度減為零，然后返回。已知運(yùn)動員和滑板的總質(zhì)量為60kg，B、E兩點(diǎn)與水平面CD的豎直高度為h和H，且h=2m，H=2.8m，取。求：

（1）運(yùn)動員從A運(yùn)動到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；
（2）軌道CD段的動摩擦因數(shù)；
（3）通過計(jì)算說明，第一次返回時(shí)，運(yùn)動員能否回到B點(diǎn)？如能，請求出回到B點(diǎn)時(shí)速度的大小；如不能，則最后停在何處？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

冬奧會單板滑雪U型池比賽，是運(yùn)動員僅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判員根據(jù)運(yùn)動員騰空的高度、完成動作的難度和效果等因素評分，并要求運(yùn)動員在滑動的整個(gè)過程中，身體的任何部位均不能觸及滑道。單板滑雪U型池的比賽場地截面示意圖如圖所示，場地由兩個(gè)完全相同的1/4圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構(gòu)成，圓弧滑道的半徑R=3.5m，B、C分別為圓弧滑道的最低點(diǎn)，B、C間的距離s=8.0m，運(yùn)動員在水平滑道以一定的速度沖向圓弧滑道CD，到達(dá)圓弧滑道的最高位置D后豎直向上騰空躍起，在空中做出翻身、旋轉(zhuǎn)等動作，然后再落回Ｄ點(diǎn)。假設(shè)某次比賽中運(yùn)動員經(jīng)過水平滑道B點(diǎn)時(shí)水平向右的速度v0=17m/s，運(yùn)動員從B點(diǎn)勻變速直線運(yùn)動到C點(diǎn)所用時(shí)間t＝0.5s，從D點(diǎn)躍起時(shí)的速度vD=8.0m/s。設(shè)運(yùn)動員連同滑板的質(zhì)量m=50kg，忽略空氣阻力的影響，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）運(yùn)動員從D點(diǎn)躍起后在空中完成動作的時(shí)間；
（2）運(yùn)動員從C點(diǎn)到D點(diǎn)運(yùn)動的過程中需要克服摩擦阻力所做的功；
（3）該單板滑雪運(yùn)動員保持姿勢不變在水平滑道BC段滑動的過程中是否可能增加其動能呢？說明理由。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（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(gè)從原本電中性的兩極板中的一個(gè)極板移到另一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(shí)電容器不帶電，不計(jì)各處電阻．

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

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為θ＝30°的斜面固定在地面上，物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時(shí)上端位于B點(diǎn)，開始時(shí)物體A到B的距離為L＝1 m，現(xiàn)給A一個(gè)沿斜面向下的初速度v0＝2 m/s，使物體A開始沿斜面向下運(yùn)動，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好被彈回到B點(diǎn)，取g＝10 m/s2(不計(jì)空氣阻力)，求：

(1)物體A第一次運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)的速度大小．
(2)彈簧的最大壓縮量．

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同步練習(xí)冊答案