（18分）如圖所示，半徑為R的1/4光滑圓弧軌道豎直放置，下端恰與金屬板上表面平滑連接。金屬板置于水平地面上，板足夠長(zhǎng)，質(zhì)量為5m，均勻帶正電q；現(xiàn)有一質(zhì)量為m的絕緣小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），由軌道頂端無(wú)初速釋放，滑過(guò)圓弧軌道后滑到金屬板上�？臻g存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E=6mg/q；已知滑塊與金屬板上表面、金屬板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ；重力加速度為g。試求：

（1）滑塊滑到圓弧軌道末端時(shí)的速度；
（2）金屬板在水平地面上滑行的最終速度v；
（3）若從滑塊滑上金屬板時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，電場(chǎng)存在的時(shí)間為t，求電場(chǎng)消失后，金屬板在地面上滑行的距離s與t的關(guān)系。

（1） （2） （3）當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)消失后金屬板滑行距離； 當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)消失后金屬板滑行距離

解析試題分析：（1）滑塊滑到軌道末端，有         （2分）
可得，滑塊速度為           （2分）
（2）滑塊滑上金屬板瞬間，金屬板豎直上受力 ，可知板不受地面摩擦力，滑塊與金屬板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒。           （1分）
          （2分）
可得金屬板在水平地面上滑行的最終速度為          （1分）
（3）設(shè)ts末滑塊與金屬板恰好共速，則對(duì)滑塊，有
   又         （2分）
可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間           （1分）
①當(dāng)時(shí)，滑塊和金屬板一起向右勻減速運(yùn)動(dòng)至靜止，有
         （1分）
則可得金屬板滑行距離            （1分）
②當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)消失時(shí)，滑塊與金屬板未共速，則此時(shí)對(duì)金屬板有
          （1分）
ts后電場(chǎng)消失，金屬板水平方向上受力減速，得，又滑塊此時(shí)速度大于板，加速度則與板相同�？芍逑葴p速至速度為0后靜止。（注：有判斷出板先減速至0后靜止則得分，不一定需要說(shuō)明理由）            （1分）
對(duì)金屬板，有              （1分）
可得金屬板滑行距離             （1分）
綜上所述，當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)消失后金屬板滑行距離；
當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)消失后金屬板滑行距離        （1分）
考點(diǎn)：本題考查機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系。

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：計(jì)算題

如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)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(guò)A的豎直線，且AB=L，E為AB的中點(diǎn)，過(guò)E作水平線 EF，在EF上某一位置釘一小釘D。現(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(guò)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(wèn)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(kāi)，且小球運(yùn)動(dòng)的軌跡經(jīng)過(guò)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(lái)源： 題型：計(jì)算題

(8分)如圖所示，一個(gè)絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中，在環(huán)的上端，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為 +q的小球由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)，
求：在小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，球?qū)Νh(huán)的壓力為多大？

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科目：高中物理 來(lái)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(kāi)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(zhǎng)為，BC長(zhǎng)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(guò)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(guò)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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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示為建筑工地上常用的一種“深穴打夯機(jī)”，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)滾輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)將夯桿從深坑中提上來(lái)，當(dāng)夯桿底端剛到達(dá)坑口時(shí)，兩個(gè)滾輪彼此分開(kāi)，將夯桿釋放，夯桿在自身重力作用下，落回深坑，夯實(shí)坑底，然后兩個(gè)滾輪再次壓緊，夯桿被提上來(lái)，如此周而復(fù)始（夯桿被滾輪提升過(guò)程中，經(jīng)歷勻加速和勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程）。已知兩個(gè)滾輪邊緣的線速度恒為v=4m/s，滾輪對(duì)夯桿的正壓力N=2×104N，滾輪與夯桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3，夯桿質(zhì)量為m=1×103kg，坑深h=6.4m，假定在打夯的過(guò)程中坑的深度變化不大，取g=10m/s2，求：

（1）夯桿被滾輪壓緊，加速上升至與滾輪速度相同時(shí)的高度；
（2）每個(gè)打夯周期中，滾輪將夯桿提起的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)夯桿所做的功；
（3）每個(gè)打夯周期中滾輪與夯桿間因摩擦產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道在B點(diǎn)平滑連接，AB段長(zhǎng)x=10m，半圓形軌道半徑R=2.5m。質(zhì)量m=0.10kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力F作用下，從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，小滑塊進(jìn)入半圓形軌道，沿軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C，從C點(diǎn)水平飛出。重力加速度g取10m/s2。

（1）若小滑塊從C點(diǎn)水平飛出后又恰好落在A點(diǎn)�；瑝K落回A點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）如果要使小滑塊在圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離軌道，求水平恒力F應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從固定的粗糙斜面底端以平行于斜面的速度v0=18m/s滑上斜面。已知斜面傾角=37?，小滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=0.15，斜面足夠長(zhǎng)，重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8求：

（1）小滑塊向上滑動(dòng)的時(shí)間t是多少？
（2）小滑塊上滑的最大高度h是多大？
（3）小搰塊從底端出發(fā)到回到底端的過(guò)程中，減少的機(jī)械能ΔE是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為45°的粗糙斜面AB底端與半徑R=0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相接，O為軌道圓心，BC為圓軌道直徑且處于豎直平面內(nèi)，A、C兩點(diǎn)等高．質(zhì)量m=1kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，恰能滑到與O等高的D點(diǎn)，g取10m/s2．求：

（1）求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn)，求滑塊至少?gòu)碾x地多高處由靜止開(kāi)始下滑；
（3）若滑塊離開(kāi)C處后恰能垂直打在斜面上，求滑塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（6分）在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為5.0 kg的磨石A對(duì)地面和斜壁進(jìn)行打磨，已知A與地面、A與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均相同.(g取10 m/s2)

(1)當(dāng)A受到水平方向的推力F1＝25 N打磨地面時(shí)，A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(2)若用A對(duì)傾角θ＝37°的斜壁進(jìn)行打磨(如圖所示)，當(dāng)對(duì)A施加豎直向上的推力F2＝60 N時(shí)，則磨石A從靜止開(kāi)始沿斜壁向上運(yùn)動(dòng)2 m(斜壁長(zhǎng)>2 m)所需時(shí)間為多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

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同步練習(xí)冊(cè)答案