如圖所示，ABC和DEF是在同一豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道，其中ABC的末端水平，DEF是半徑為r=0.4m的半圓形軌道，其直徑DF沿豎直方向，C、D可看作重合．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道ABC上距C點(diǎn)高為H的地方由靜止釋放，

（1）若要使小球經(jīng)C處水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運(yùn)動(dòng)，H至少要有多高？
（2）若小球靜止釋放處離C點(diǎn)的高度h小于（1）中H的最小值，小球可擊中與圓心等高的E點(diǎn)，求h．（取g=10m/s2）
（3）若小球自H=0.3m處靜止釋放,求小球到達(dá)F點(diǎn)對軌道的壓力大小．
（1）0.2m （2）0.1m （3）65N

試題分析：（1）小球從ABC軌道下滑，機(jī)械能守恒，設(shè)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，則
  
小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在圓周最高點(diǎn)必須滿足：
    
聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：
則H至少要高0.2m
（2）若h＜H，小球過C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則擊中E點(diǎn)時(shí)：
豎直方向：  
水平方向：   
由機(jī)械能守恒有：
聯(lián)立以上三式解得h=0.1m
（3）若小球自H=0.3m處靜止釋放, 設(shè)球經(jīng)F點(diǎn)時(shí)的速度大小為，由機(jī)械能守恒有

在F點(diǎn)有
聯(lián)立以上兩式解得
則小球到達(dá)F點(diǎn)對軌道的壓力大小為65N
點(diǎn)評：關(guān)鍵知道小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在圓周最高點(diǎn)必須滿足，若不滿足，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)。
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：單選題

如圖所示，光滑水平桌面上的小滑塊P和Q都可視作質(zhì)點(diǎn)，MP>MQ，Q與輕質(zhì)彈簧相連．Q靜止，P以某一初速度向Q運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞，一段時(shí)間后P與彈簧分離．在這一過程中，正確的是：
A．P與彈簧分離時(shí)，Q的動(dòng)能達(dá)到最大
B．P與彈簧分離時(shí)，P的動(dòng)能達(dá)到最小
C．P與Q的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢能達(dá)到最小
D．P與Q的速度相等時(shí)，P的動(dòng)能達(dá)到最小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于機(jī)械能守恒定律的理解，以下說法正確的是： （       ）
A．物體做變加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能一定不守恒
B．物體所受合外力不為零時(shí)，機(jī)械能有可能守恒
C．物體所受的合外力做的功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒
D．物體所受合力為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列所述的實(shí)例中，遵循機(jī)械能守恒的是 
A．宇宙飛船發(fā)射升空的過程
B．飛機(jī)在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程
C．標(biāo)槍在空中飛行的過程（空氣阻力不計(jì)）
D．小孩沿滑梯勻速滑下的過程

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個(gè)長直輕桿兩端分別固定一個(gè)小球A和B，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計(jì)，桿的長度為。先將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕振動(dòng)小球B，使小球B在水平面上由靜止開始向右滑動(dòng)，當(dāng)小球A沿墻下滑距離為時(shí)，下列說法正確的是(      )
A．小球A和B的速度都為
B．小球A和B的速度都為
C．小球A的速度為，小球B的速度為
D．小球A的速度為，小球B的速度為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定的光滑圓弧軌道的半徑為0.8m，點(diǎn)與圓心在同一水平線上，圓弧軌道底端點(diǎn)與圓心在同一豎直線上. 點(diǎn)離點(diǎn)的豎直高度為0.2m.物塊從軌道上的點(diǎn)由靜止釋放，滑過點(diǎn)后進(jìn)入足夠長的水平傳送帶，傳送帶由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)按圖示方向運(yùn)轉(zhuǎn)，不計(jì)物塊通過軌道與傳送帶交接處的動(dòng)能損失，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，取10m/s2.

（1）求物塊從點(diǎn)下滑到點(diǎn)時(shí)速度的大小.
（2）若物塊從點(diǎn)下滑到傳送帶上后，又恰能返回到點(diǎn)，求物塊在傳送帶上第一次往返所用的時(shí)間.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（8分）在高1．5 m的光滑平臺上有一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小球被一細(xì)線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí)，小球被彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60°角，則彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢能為多大？（g＝10 m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)
量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩突然斷掉．球飛離水平距離d后落地，如圖3­4­1所示，已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為d，重力加速度為g，忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。
(1)求繩斷時(shí)球的速度大小v1，和球落地時(shí)的速度大小v2；
(2)問繩能承受的最大拉力多大？
(3)改變繩長，使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)．若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

在利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：
（1）下面敘述正確的是       
A、應(yīng)該用天平稱出物體的質(zhì)量。
B、應(yīng)該選用點(diǎn)跡清晰，第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm的紙帶。
C、操作時(shí)應(yīng)先放紙帶再通電。
D、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在電壓為220V的直流電源上。
（2）有下列器材可供選用：鐵架臺，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，復(fù)寫紙盤，紙帶，秒表，低壓直流電源，導(dǎo)線，電鍵，天平。其中不必要的器材有            ；缺少的器材是               。
（3）實(shí)驗(yàn)中用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如下圖所示，其中，A為打下的第1個(gè)點(diǎn)，C、D、E、F為距A較遠(yuǎn)的連續(xù)選取的四個(gè)點(diǎn)（其他點(diǎn)子未標(biāo)出）．用刻度尺量出C、D、E、F到A的距離分別為s1=20.06cm，s2=24.20cm，s3=28.66cm，s4=33.60cm重錘的質(zhì)量為m=1.00kg；電源的頻率為f=50Hz；實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的重力加速度為g=9.80m/s2．為了驗(yàn)證打下A點(diǎn)到打下D點(diǎn)過程中重錘的機(jī)械能守恒．則應(yīng)計(jì)算出：打下D點(diǎn)時(shí)重錘的速度v=____m/s，重錘重力勢能的減少量ΔEp=____J，重錘動(dòng)能的增加量ΔEk=____J。

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同步練習(xí)冊答案