（18分）在半徑R＝5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m＝0.2 kg的小球，從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示．求：
 
(1)圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度．
(2)該星球的第一宇宙速度．
(3)從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止釋放小球，要使小球不脫離軌道，H的范圍是多少？

(1) 5m/s2  （2）5×103m/s2    (3) H≤0.2m   H ≥0.5m

解析試題分析：(1)小球過(guò)C點(diǎn)時(shí)滿足

又根據(jù)
聯(lián)立解得
由圖可知：H1=0.5m時(shí)，F(xiàn)1=0可解得r=0.2m
H2=1.0m時(shí)F2=5N，可以解得g=5m/s2
(2)據(jù)
可解得：
（3）要使小球不脫離軌道，當(dāng)小球從與小于或等于半徑高處釋放，
小球?qū)⑦\(yùn)動(dòng)到的最大高度為與半徑等高處，此過(guò)程小球不會(huì)脫離軌道，
所以小球釋放高度為H≤0.2m。
當(dāng)小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度大于，
則小球下落高度至少為,
,
所以小球下落高度將大于或等于0.5m.
考點(diǎn)：本題考查圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒定律和第一宇宙速度的定義的理解。

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

（9分） 如圖所示，在足夠長(zhǎng)的光滑水平軌道上靜止三個(gè)小木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA=1kg，mB=1kg，mC=2kg，其中B與C用一個(gè)輕彈簧固定連接，開(kāi)始時(shí)整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)；A和B之間有少許塑膠炸藥，A的左邊有一個(gè)彈性擋板（小木塊和彈性擋板碰撞過(guò)程沒(méi)有能量損失）。現(xiàn)在引爆塑膠炸藥，若炸藥爆炸產(chǎn)生的能量有E=9J轉(zhuǎn)化為A和B沿軌道方向的動(dòng)能，A和B分開(kāi)后，A恰好在BC之間的彈簧第一次壓縮到最短時(shí)追上B，并且在碰撞后和B粘到一起。求：彈簧彈性勢(shì)能的最大值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖是檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置，MN為半徑、固定于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平。PQ為待檢驗(yàn)的固定曲面，該曲面為在豎直面內(nèi)截面半徑的圓弧，圓弧下端切線水平且圓心恰好位于MN軌道的上端點(diǎn)N，M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍，可發(fā)射速度不同的質(zhì)量的小鋼珠，假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過(guò)N點(diǎn)，水平飛出后落到PQ上的S點(diǎn)，取g =10m/s2。求：

（1）小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度的大��；
（2）發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢(shì)能的大小；
（3）鋼珠落到圓弧PQ上S點(diǎn)時(shí)速度的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）航天員在月球表面完成了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，在月球表面固定一豎直光滑圓形軌道，在軌道內(nèi)的最低點(diǎn)，放一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，當(dāng)給小球水平初速度v0時(shí)，小球剛好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。已知圓形軌道半徑為r，月球的半徑為R 。若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星，求最小發(fā)射速度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，質(zhì)量M="2" kg的小車靜一止在光滑的水平面上，車面上AB段是長(zhǎng)L="1" m的光滑水平平面，與AB相切的BC部分是半徑為R=0．3 m的光滑圓弧軌道，今有一質(zhì)量m=1kg的小金屬塊以水平初速度v0從A端沖上AB面，恰能上升到圓弧軌道的最高點(diǎn)C，求初速度v0的大小。（取g="1" 0m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）在一絕緣支架上，固定著一個(gè)帶正電的小球A，A又通過(guò)一長(zhǎng)為10cm的絕緣細(xì)繩連著另一個(gè)帶負(fù)電的小球B，B的質(zhì)量為0.1kg，電荷量為×10－6C，如圖所示，將小球B緩緩拉離豎直位置，當(dāng)繩與豎直方向的夾角為60°時(shí)，將其由靜止釋放，小球B將在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．已知釋放瞬間繩剛好張緊，但無(wú)張力． g取10m/s2．求

（1）小球A的帶電荷量；
（2）釋放瞬間小球B的加速度大��；
（3）小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在光滑的水平面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的1/4圓弧槽C，與長(zhǎng)木板接觸但不相連，圓弧槽的下端與木板上表面相平，B、C靜止在水平面上�，F(xiàn)有滑塊A以初速從右端滑上B，并以1/2 滑離B，恰好能到達(dá)C的最高點(diǎn)。A、B、C的質(zhì)量均為m，試求：

（1）木板B上表面的動(dòng)摩擦因素μ；
（2）1/4圓弧槽C的半徑R；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖，木板A靜止在光滑水平面上，其左端與固定臺(tái)階相距x，與滑塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)）相連的細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，水平拉直細(xì)線時(shí)滑塊由靜止釋放，當(dāng)B到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線斷開(kāi)，B恰好從A右端上表面水平滑入。A與臺(tái)階碰撞無(wú)機(jī)械能損失，不計(jì)空氣阻力。已知A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3，細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.45m；且A足夠長(zhǎng)，B不會(huì)從A脫離；重力加速度為g=10m/s2

（1）求細(xì)線被拉斷瞬間B的速度大小v1
（2）A與臺(tái)階發(fā)生碰撞前瞬間，A、B剛好共速，求x為多少？
（3）在滿足（2）條件下，A與臺(tái)階碰撞后最終的速度為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水，內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中勻速上�。诩t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí)，玻璃管向右運(yùn)動(dòng)．則下列說(shuō)法中正確的是

A．若玻璃管做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則蠟塊的合運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng) 
B．若玻璃管做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則蠟塊的合運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng) 
C．若玻璃管做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則蠟塊的合運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng) 
D．若玻璃管做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則蠟塊的合運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng) 

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