【題目】如圖所示，光滑軌道abc固定在豎直平面內(nèi)，ab為四分之一圓弧軌道，bc段水平，且與ab圓弧相切于b點，在光滑水平地面上緊靠軌道c端，停著質(zhì)量為M=3kg、長度為L=0.5m的平板車，平板車上表面與bc等高、現(xiàn)將可視為質(zhì)點的物塊從與圓心O等高的a點靜止釋放，物塊滑至圓弧軌道最低點b時的速度大小為vb=2m/s，對軌道的壓力大小等于30N，之后物塊向右滑上平板車.取重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。

(1)求該物塊的質(zhì)量；

(2)若物塊最終未從平板車上滑落，求物塊在平板車上滑動過程中產(chǎn)生的熱量。

【答案】（1）

（2）

【解析】

（1）先研究物塊在圓弧軌道上下滑的過程，由機械能守恒定律可求出物塊運動到b點的速度，在b點，軌道的支持力和重力的合力提供向心力。

（2）再研究物塊在平板車上運動的過程，物塊先做勻減速運動，平板車做勻加速運動，當兩者的速度相等時相對靜止．在此過程中，物塊與平板車組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可以求出物塊與平板車的最終速度，并求出這個過程中產(chǎn)生的熱量。

（1）設(shè)四分之一圓弧的半徑為R，物塊的質(zhì)量為m，物塊在b點對軌道的壓力為F，物塊從a到b由機械守恒定律有：

物塊運動到b點，由牛頓第二定律有：

聯(lián)立解得：

（2）設(shè)物塊與平板車的共同速度為，物塊在平板車上滑行過程中產(chǎn)生的熱量為，由動量守恒定律有：

由能量守恒定律有：

聯(lián)立解得：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，讓線圈由位置1通過一個勻強磁場的區(qū)域運動到位置2，下列說法正確的是（　�。�

A. 在線圈進入勻強磁場區(qū)域的過程中，線圈中有感應(yīng)電流，而且進入時的速度越大，感應(yīng)電流越大

B. 在線圈進入勻強磁場區(qū)域的過程中，線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針

C. 整個線圈在勻強磁場中勻加速運動時，線圈中有感應(yīng)電流，而且電流是恒定的

D. 在線圈穿出勻強磁場區(qū)域的過程中，線圈中沒有感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不能忽略，兩個電壓表均為理想電表。當滑動變阻器R2的滑動觸頭P移動時，關(guān)于兩個電壓表V1與V2的示數(shù)，下列判斷正確的是 （ ）

A．P向a移動，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小

B．P向b移動，V1示數(shù)增大、V2的示數(shù)減小

C．P向a移動，V1示數(shù)改變量的絕對值小于V2的示數(shù)改變量的絕對值

D．P向b移動，V1示數(shù)改變量的絕對值大于V2的示數(shù)改變量的絕對值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)要探究小球在斜面上的運動情況。用游標卡尺測出小球的直徑，如圖a所示。圖b是小球沿帶有標尺的斜面勻加速下滑過程中拍攝的一張頻閃照片，每隔0.2s曝光一次，請回答下列問題。

（1）小球的直徑為______cm；

（2）小球經(jīng)過B位置時的速度大小為______m/s；

（3）小球下滑的加速度大小為______m/s2。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，y軸的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強磁場，右側(cè)有與x軸正向成45°角斜向上的勻強電場，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電的粒子，從O點以速度v射入磁場，速度v與x軸負向夾角為45°，在磁場中運動時間t后第一次經(jīng)過y軸，又在電場中運動了時間t后第2次經(jīng)過y軸，不計粒子的重力。求：

（1）磁感應(yīng)強度與電場強度之比；

（2）粒子從O點進入磁場至第3次到達y軸上N點（圖中未畫出）所經(jīng)歷的時間及NO間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】極地衛(wèi)星是一種特殊的人造地球衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面的夾角為90°，極地衛(wèi)星運行時能到達地球南極和北極區(qū)域的上空。若某極地衛(wèi)星從北極正上方運行至赤道正上方的最短時間為3h，認為衛(wèi)星做勻速圓周運動，下列說法正確的是

A. 該衛(wèi)星的加速度小于9.8m/s2B. 該衛(wèi)星的環(huán)繞速度大于7.9km/s

C. 該衛(wèi)星每隔12h經(jīng)過北極的正上方一次D. 該衛(wèi)星軌道半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑相等

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【題目】2022年第24屆冬季奧林匹克運動會將在中國舉行，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。跳臺滑雪賽道可簡化為助滑道、著陸坡、停止區(qū)三部分，如圖所示。一次比賽中，質(zhì)量m的運動員從A處由靜止下滑，運動到B處后水平飛出，落在了著陸坡末端的C點，滑入停止區(qū)后，在與C等高的D處速度減為零。已知B、C之間的高度差為h，著陸坡的傾角為θ，重力加速度為g。只考慮運動員在停止區(qū)受到的阻力，不計其他能量損失。由以上信息可以求出

A. 運動員在空中飛行的時間

B. A、B之間的高度差

C. 運動員在停止區(qū)運動過程中克服阻力做功

D. C、D兩點之間的水平距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2009年11月的低溫雨雪冰凍天氣給我國北方部分地區(qū)造成嚴重災(zāi)害，其中高壓輸電線路因結(jié)冰而損毀嚴重．為消除高壓輸電線上的冰，事后有人設(shè)想利用電流的熱效應(yīng)除冰的融冰思路．若在正常供電時，高壓線上輸電電壓為U，輸電電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，在輸電功率、用戶的輸入電壓和輸電線電阻不變的情況下，通過自動調(diào)節(jié)變壓器的變壓比，使輸電線上的熱耗功率變?yōu)?6ΔP，則除冰時(　　)

A. 輸電電流為4I

B. 輸電電流為16I

C. 輸電電壓為4U

D. 輸電電壓為U/16

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ=37°的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置，空間存在的垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B．現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab一沿導(dǎo)軌平面向下的初速度v0使其沿導(dǎo)軌向下運動，已知兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m，電阻相等，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.75，導(dǎo)軌電阻忽略不計。從ab開始運動到兩棒相對靜止的整個運動過程中兩導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌保持良好的接觸，下列說法正確的是（　�。�

A. 導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為

B. 導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為

C. 當導(dǎo)體棒cd的速度為時，導(dǎo)體棒ab的速度為

D. 當導(dǎo)體棒ab的速度為時，導(dǎo)體棒cd的速度為

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