【題目】成都七中某課外興趣小組同學(xué)為了研究過(guò)山車(chē)的原理，提出了下列設(shè)想：取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長(zhǎng)L=2.0m的粗糙的傾斜軌道AB，通過(guò)水平軌道BC與豎直圓軌道相連，出口為水平軌道DE，整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的。其中AB與BC軌道以微小圓弧相接，如圖所示。一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小物塊以初速度v0=4.0m/s，從某一高處水平拋出，到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50（g取10m/s2，sin37°="0.60" ,cos37°=0.80）求：

（1）小物塊的拋出點(diǎn)和A點(diǎn)的高度差；

（2）若小物塊剛好能在豎直圓弧軌道上做完整圓周運(yùn)動(dòng)，求小物塊在D點(diǎn)對(duì)圓弧軌道的壓力；

（3）為了讓小物塊不脫離軌道，則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件。

【答案】（1）；（2）；（3）或

【解析】試題分析：（1）設(shè)從拋出點(diǎn)到A點(diǎn)的高度差為h，到A點(diǎn)時(shí)有則有：，且

代入數(shù)據(jù)解得：h=0.45m

（2）物體落在A點(diǎn)時(shí)的速度：

物體由A到B由動(dòng)能定理可知：

物體從B點(diǎn)到環(huán)的最高點(diǎn)機(jī)械能守恒：

在最高點(diǎn)：

在D點(diǎn)滿(mǎn)足：

解得：R=0.66m N=60N

根據(jù)牛頓第三定律可知，物塊在D點(diǎn)對(duì)圓軌道的壓力為60N，方向豎直向下.

（3）由（2）可知為了讓小物塊不脫離軌道，則豎直圓軌道的半徑應(yīng)該滿(mǎn)足R≤0.66m

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：

【題目】太陽(yáng)系八大行星幾乎是在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到土星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎成一條直線(xiàn)的現(xiàn)象，天文學(xué)稱(chēng)為“土星沖日”，據(jù)報(bào)道，土星最近一次沖日是在2017年6月15日。已知土星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的9.5倍，則下列判斷正確的是( )

A. 土星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的三倍

B. 在2018年會(huì)再次出現(xiàn)土星沖日現(xiàn)象

C. 土星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期約為三年

D. 土星相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔小于一年

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，開(kāi)關(guān)S閉合后，平行板電容器中的帶電液滴M處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，則（ ）

A. 帶電液滴M一定帶正電

B. R4的滑片向上端移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大

C. 若僅將電容器下極板稍微向上平移，帶電液滴M將向上極板運(yùn)動(dòng)

D. 若將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，帶電液滴M將向下極板運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一對(duì)雜技演員（都視為質(zhì)點(diǎn)）蕩秋千（秋千繩處于水平位置），從A點(diǎn)由靜止出發(fā)繞O點(diǎn)下擺，當(dāng)擺到最低點(diǎn)B時(shí)，女演員在極短時(shí)間內(nèi)將男演員沿水平方向推出，然后自己剛好能回到高處A。已知男演員質(zhì)量2m和女演員質(zhì)量m，秋千的質(zhì)量不計(jì)，秋千的擺長(zhǎng)為R，C點(diǎn)比O點(diǎn)低5R。求:

（1）擺到最低點(diǎn)B，女演員未推男演員時(shí)秋千繩的拉力；

（2）推開(kāi)過(guò)程中，女演員對(duì)男演員的做的功；

（3）男演員落地點(diǎn)C與O點(diǎn)的水平距離s。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2013年12月2日1時(shí)30分，嫦娥三號(hào)探測(cè)器由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察。嫦娥三號(hào)的飛行軌道示意圖如圖所示。假設(shè)嫦娥三號(hào)在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到月球的萬(wàn)有引力，則（ ）

A. 若已知嫦娥三號(hào)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，則可算出月球的密度

B. 嫦娥三號(hào)由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí)，應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其加速

C. 嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度

D. 嫦娥三號(hào)在動(dòng)力下降階段，其引力勢(shì)能減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，P、Q處固定有等量的同種正電荷，O為P、Q連線(xiàn)的中點(diǎn)，在P、Q連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上，一個(gè)帶電粒子在A點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果粒子在A、B、C三點(diǎn)的加速度大小相等，且A、C關(guān)于P、Q連線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，不計(jì)粒子受到的重力，則下列說(shuō)法正確的是

A. 粒子在C點(diǎn)的速度大小為零

B. 帶電粒子在O點(diǎn)的速度最大

C. 帶電粒子在O點(diǎn)的加速度為零

D. 帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，加速度先減小后增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的扇形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，AO與OB垂直，圓弧的半徑為R，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從圓心O以大小為的速度射入磁場(chǎng)，結(jié)果粒子剛好從AB弧的中點(diǎn)C射出，不計(jì)粒子的重力，則下列說(shuō)法正確的是

A. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

B. 粒子從O點(diǎn)射進(jìn)速度與BO邊的夾角為30°

C. 只改變粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向，使粒子從AC段圓弧射出，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)

D. 只改變粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向，使粒子從CB段圓弧射出，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的固定光滑斜面傾角為θ，質(zhì)量為m的物體以速度υ從斜面底端沖上斜面，達(dá)到最高點(diǎn)后又滑回原處，所用時(shí)間為t．對(duì)于這一過(guò)程，下列判斷正確的是

A. 斜面對(duì)物體的彈力的沖量為零

B. 物體受到的重力的沖量大小為mgt

C. 物體受到的合力的沖量大小為零

D. 物體動(dòng)量的變化量大小為mgtsinθ

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論中，氫原子由高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)能發(fā)出一系列不同頻率的光，波長(zhǎng)可以用巴耳末一里德伯公式 來(lái)計(jì)算，式中為波長(zhǎng),R為里德伯常量,n、k分別表示氫原子躍遷前和躍遷后所處狀態(tài)的量子數(shù)，對(duì)于每一個(gè)，有 、、…。其中，賴(lài)曼系諧線(xiàn)是電子由的軌道躍遷到的軌道時(shí)向外輻射光子形成的，巴耳末系譜線(xiàn)是電子由 的軌道躍遷到的軌道時(shí)向外輻射光子形成的。

(1)如圖所示的裝置中，K為一金屬板，A為金屬電極，都密封在真空的玻璃管中，S為石英片封蓋的窗口，單色光可通過(guò)石英片射到金屬板K上。實(shí)驗(yàn)中：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最左端，用某種頻率的單色光照射K時(shí)，電流計(jì)G指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；向右滑動(dòng)滑片，當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值 (遏止電壓)時(shí)，電流計(jì)C指針恰好指向零。現(xiàn)用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。若用賴(lài)曼系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光照射時(shí)，遏止電壓的大小為；若用巴耳末系中的光照射金屬時(shí),遏止電壓的大小為。金屬表面層內(nèi)存在一種力，阻礙電子的逃逸。電子要從金屬中掙脫出來(lái)，必須克服這種阻礙做功。使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的出功。已知電子電荷量的大小為e，真空中的光速為c,里德伯常量為R。試求：

a、賴(lài)曼系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光對(duì)應(yīng)的頻率；

b、普朗克常量h和該金屬的逸出功。

(2)光子除了有能量，還有動(dòng)量，動(dòng)量的表達(dá)式為 (h為普朗克常量)。

a、請(qǐng)你推導(dǎo)光子動(dòng)量的表達(dá)式；

b.處于n=2激發(fā)態(tài)的某氫原子以速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它向的基態(tài)躍遷時(shí)，沿與相反的方向輻射一個(gè)光子。輻射光子前后，可認(rèn)為氫原子的質(zhì)量為M不變。求輻射光子后氫原子的速度 (用h、R、M和表示)。

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