【題目】某工地一傳輸工件的裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示的情形，AB為一段足夠大的圓弧固定軌道，圓弧半徑R=5.4m，BC為水平軌道，CD為一段圓弧固定軌道，圓弧半徑r=1m，三段軌道均光滑。一長(zhǎng)為L=4m、質(zhì)量為的平板小車最初停在BC軌道的最左端，小車上表面剛好與AB軌道相切，且與CD軌道最低點(diǎn)處于同一水平面。一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為的工件從距AB軌道最低點(diǎn)h高處沿軌道自由滑下，滑上小車后帶動(dòng)小車也向右運(yùn)動(dòng)，小車與CD軌道左端碰撞（碰撞時(shí)間極短）后即被粘在C處。工件只有從CD軌道最高點(diǎn)飛出，才能被站在臺(tái)面上的工人接住。工件與小車的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度。當(dāng)工件從h=0.5R高處?kù)o止下滑，求：

（1）工件到達(dá)圓形軌道最低點(diǎn)B對(duì)軌道的壓力？

（2）工件滑進(jìn)小車后，小車恰好到達(dá)平臺(tái)處與工件共速，求BC之間的距離?

（3）若平板小車長(zhǎng)，工件在小車與CD軌道碰撞前已經(jīng)共速，則工件應(yīng)該從多高處下滑才能讓站臺(tái)上的工人接��？

【答案】（1）40N,（2）5.2m,（3）3.47m.

【解析】試題分析：1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解下滑到底端的速度，根據(jù)牛頓第二定律求解壓力；（2）由動(dòng)量守恒定律求解共速的速度，由動(dòng)能定理求解位移；（3）由動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律、機(jī)械能守恒定律列方程聯(lián)立求解。

（1）工件下滑到B處，速度為，此過(guò)程機(jī)械能守恒：

在B處：

聯(lián)立以上兩式求得

由牛頓第三定律得：工件對(duì)軌道最低點(diǎn)B的壓力

（2）工件與小車共速為，由動(dòng)量守恒定律得：

小車移動(dòng)位移，由動(dòng)能定理得：

聯(lián)立求得：

則

（3）設(shè)工件滑至B點(diǎn)時(shí)速度為，與小車共速為，工件到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為

由動(dòng)量守恒定律得：

由能量守恒定律得：

工件恰好滑到CD軌道最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得：

工件從高為h′處下滑，則

聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)解得：

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】如圖，一帶電小球從光滑斜面的A點(diǎn)滑下進(jìn)入勻強(qiáng)電、磁場(chǎng)區(qū)域，恰好能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。B比A點(diǎn)低，則

A. 小球可能帶負(fù)電

B. 小球若從稍低點(diǎn)B滑下后還有可能在電、磁場(chǎng)區(qū)域再次做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C. 小球若從稍低點(diǎn)B滑下后在電、磁場(chǎng)區(qū)域洛倫茲力對(duì)小球做功

D. 小球若從稍低點(diǎn)B滑下后在電、磁場(chǎng)區(qū)域一定做加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系Oxy中，虛線ACD是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、以AD=0.2m為直徑的半圓，AD在x軸上，在y≥0的空間內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.667T。在半圓弧ACD上某處有一質(zhì)子源S，當(dāng)S在ACD上的不同位置時(shí)，總是沿+y方向發(fā)射速度為v=1.6×106m/s的質(zhì)子，質(zhì)子的質(zhì)量m=6.67×10-27kg，電荷量g=1.6×10-19C，不計(jì)質(zhì)子重力。設(shè)圓心角∠AOS=θ，下列說(shuō)法正確的是

A. 當(dāng)θ≤90°時(shí)，質(zhì)子源發(fā)射的質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)都經(jīng)過(guò)D點(diǎn)

B. 當(dāng)θ=120°時(shí)，質(zhì)子源發(fā)射的質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為×10-6s

C. 質(zhì)子源發(fā)射的質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為×10-6s

D. 質(zhì)子源發(fā)射的質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)最短時(shí)間為×10-6s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電路圖如圖中甲所示，圖乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω，定值電阻R0=3Ω．

（1）當(dāng)R為何值時(shí)，R0消耗的功率最大，最大值為多少？

（2）當(dāng)R為何值時(shí)，電源的輸出功率最大，最大值為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，頂端接阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場(chǎng)上邊界某處由靜止釋放，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g，求：

(1) 金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向？

(2) 金屬棒的速度為v時(shí)，金屬棒所受的安培力為大�。�

(3) 金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時(shí)，電路消耗的熱功率為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電源E相連，在距離兩板等距離的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將b板向上平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)下方，穩(wěn)定后，下列說(shuō)法中正確的是

A. 液滴將加速向下運(yùn)動(dòng)

B. M點(diǎn)電勢(shì)升高

C. 帶電液滴在M點(diǎn)的電勢(shì)能增大

D. 帶電液滴帶負(fù)電

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在家中找到兩根一樣的輕彈簧P和Q、裝有水總質(zhì)量m=1kg的礦泉水瓶、刻度尺、量角器和細(xì)繩等器材，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則，同時(shí)測(cè)出彈簧的勁度系數(shù)k。其操作如下：

a．將彈簧P上端固定，讓其自然下垂，用刻度尺測(cè)出此時(shí)彈簧P的長(zhǎng)度L0=12.50cm；

b．將礦泉水瓶通過(guò)細(xì)繩連接在彈簧P下端，待礦泉水瓶靜止后用刻度尺測(cè)出此時(shí)彈簧P的長(zhǎng)度L1，如圖甲所示，則L1=_____cm；

c．在細(xì)繩和彈簧Q的掛鉤上涂抹少許潤(rùn)滑油，將細(xì)繩搭在掛鉤上，緩慢的拉起彈簧Q，使彈簧P偏離豎直方向夾角為60°，測(cè)出彈簧Q的長(zhǎng)度為L2及其軸線與豎直方向夾角為θ，如圖乙所示；

（1）取重力加速度g=10m/s2，則彈簧P的勁度系數(shù)k=_____；

（2）若要驗(yàn)證力的平行四邊形定則，L2和θ需滿足的條件是L2=_____cm，θ=_____。

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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， 、是兩個(gè)不同的小燈泡，a、b間有恒定的電壓，它們都正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是（ ）

A. 亮度不變， 變暗

B. 變暗， 變亮

C. 電路消耗的總功率變小

D. 流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有一個(gè)擺長(zhǎng)為L的單擺（擺球可視為質(zhì)點(diǎn)，擺線的質(zhì)量不計(jì)），在過(guò)懸掛點(diǎn)的豎直線上距懸掛點(diǎn)O的距離為x處（）的C點(diǎn)有一個(gè)固定的釘子，如圖所示，當(dāng)擺擺時(shí)，擺線會(huì)受到釘子的阻擋，當(dāng)L一定而x取不同值時(shí)，阻擋后擺球的運(yùn)動(dòng)情況將不同，現(xiàn)將擺拉到位于豎直線的左方（擺球的高度不超過(guò)O點(diǎn)）然后放手，令其自由擺動(dòng)，如果擺線被釘子阻擋后，擺球恰能夠擊中釘子，試求x的最小值。

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