如圖所示,高為H=0.45m的臺(tái)面上有輕質(zhì)細(xì)繩, 繩的一端系一質(zhì)量為m=0.1kg的小球P,另一端掛在光滑的水平軸上O上,O到小球P的距離為R=0.1m,小球與臺(tái)面接觸,但無(wú)相互作用,在小球兩側(cè)等距離各為L(zhǎng)=0.5m處,分別固定一光滑斜面及一水平向左運(yùn)動(dòng)的傳送帶,傳送帶長(zhǎng)為d=0.9m,運(yùn)行速度大小為v=3m/s,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊Q從斜面上的A處無(wú)初速滑下(A距臺(tái)面高h(yuǎn)=0.7m),至C處與小球發(fā)生彈性碰撞,已知滑塊與臺(tái)面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.5,與傳送帶之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.25，不計(jì)傳送帶高度,及滑輪大小對(duì)問(wèn)題的影響。(重力加速度g=10m/s2)

求(1)當(dāng)小球被撞后做圓周運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)對(duì)輕繩的作用力大小?
(2)滑塊的最終位置與傳送帶末端的E的距離?
(3)整個(gè)過(guò)程傳送帶電機(jī)消耗的電能?

（1）4N  （2）1.3m    （3）1.2J

解析試題分析： (1)對(duì)滑塊Q從A到C根據(jù)動(dòng)能定理有:
    得         2分
PQ發(fā)生彈性碰撞，因質(zhì)量相等,故交換速度，撞后P的速度為           1分
P運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的速度為,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:得
          2分
P在最高點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有:     2分
根據(jù)牛頓第三定律知輕繩受力大小          1分
(2)PQ再撞后再次交換速度對(duì)物塊有          1分
對(duì)物塊從C到D根據(jù)動(dòng)能定理有:得  1分
物塊進(jìn)入傳送帶做勻減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為α1則根據(jù)牛頓第二定律有:
得  
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知減速至速度為零時(shí)間為       1分
進(jìn)入傳送帶位移為:
因S1<d  故物塊從左邊離開(kāi)傳送帶,離開(kāi)時(shí)速度大小為      1分
在CD上再次減速,設(shè)加速大小為α2則根據(jù)牛頓第二定律有:
得 
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知減速至0位移為 因S2<L故不會(huì)再與球相撞1分
與傳送帶末端E的距離為D=S2+d=1.3m           1分
（3）在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的兩段時(shí)間均為t=0.8S
此過(guò)程傳送帶向左移運(yùn)動(dòng)兩段位移
      1分
在傳帶上產(chǎn)生的熱量為:
              2分
因傳送帶速度大小不變，物塊進(jìn)出傳送帶速度大小相等，
由能量守恒定律知電動(dòng)機(jī)提供電能為      1分
考點(diǎn)：本題考查動(dòng)能定理，機(jī)械能守恒定律，牛頓第二定律，

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

某同學(xué)為了測(cè)定木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，他用測(cè)速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況，裝置如圖甲所示．他使木塊以初速度v0=4m/s的速度沿傾角的斜面上滑緊接著下滑至出發(fā)點(diǎn)，并同時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，結(jié)果電腦只繪出了木塊從開(kāi)始上滑至最高點(diǎn)的v-t圖線如圖乙所示．g取10m/s2．求：

（1）上滑過(guò)程中的加速度的大小a1；
（2）木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿y軸正方向射入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后，從b處穿過(guò)x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，同時(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E、方向沿與x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)了b點(diǎn)正下方的c點(diǎn)，如圖所示，粒子的重力不計(jì)，試求：

（1）圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積；
（2）c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內(nèi)，圓弧的半徑為0.2m，在圓心O處固定一個(gè)電荷量為-.0×C的點(diǎn)電荷。質(zhì)量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球,從與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)沿圓管內(nèi)由靜止運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B ,到達(dá)B點(diǎn)小球剛好與圓弧沒(méi)有作用力，然后從B點(diǎn)進(jìn)入板距d= 0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),且此時(shí)電路中的電動(dòng)機(jī)剛好能正常工作。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為1Ω,定值電阻R的阻值為6Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.5Ω.求（取g=10m/s2,靜電力常量k="9.0" ×109 N·m2/C2）

（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）小球所帶的電荷量；
（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）帶電量為q=1×10-2C，質(zhì)量為m=2×10-2kg，放在一個(gè)傾角為θ=37o的足夠長(zhǎng)絕緣斜面上。斜面bc部分光滑，其它部分粗糙，且小球與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，bc段有一平行斜面向上的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)�，F(xiàn)讓小球從a點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)t=0.3s，到達(dá)c點(diǎn)。已知ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=4cm，bc的長(zhǎng)度為，sin37o=0.6，cos37o=0.8，g=10m/s2。求：

（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大��；
（2）小球第一次沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)到b點(diǎn)的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

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R=10cm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h=0.8m，水平距離s=1.2m，水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)1=1m，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)2=3m，.小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，則：

（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

圖18甲所示，平行金屬板PQ、MN水平地固定在地面上方的空間，金屬板長(zhǎng) l=20cm，兩板間距d=10cm，兩板間的電壓UMP=100V。在距金屬板M端左下方某位置有一粒子源A，從粒子源豎直向上連續(xù)發(fā)射速度相同的帶電粒子，射出的帶電粒子在空間通過(guò)一垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T的圓形區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)后，恰好從金屬板 PQ左端的下邊緣水平進(jìn)入兩金屬板間，帶電粒子在電場(chǎng)力作用下恰好從金屬板MN的右邊緣飛出。已知帶電粒子的比荷=2.0×106C/kg，粒子重力不計(jì)，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。求：

(1)帶電粒子射人電場(chǎng)時(shí)的速度大�。�
(2)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑；
(3)若兩金屬板間改加如圖乙所示的電壓，在哪些時(shí)刻進(jìn)入兩金屬板間的帶電粒子不碰到極板而能夠飛出兩板間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，兩帶電平行板A、B間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E=4.0×102V/m，兩板相距d=0.16m，板長(zhǎng)L=0.30m。一帶電量q=1.0×10-16C、質(zhì)量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向從兩板的正中間射入電場(chǎng)后向著B板偏轉(zhuǎn)，不計(jì)帶電粒子所受重力，求：

（1）要使粒子能飛出電場(chǎng)，粒子飛入電場(chǎng)時(shí)的速度v0至少為多大；
（2）粒子剛好飛出電場(chǎng)時(shí)速度偏轉(zhuǎn)角的正切值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）一個(gè)平板小車置于光滑水平面上，其右端恰好和一個(gè)1/4光滑圓弧軌道AB的底端等高對(duì)接，如圖所示。已知小車質(zhì)量M=2kg，小車足夠長(zhǎng)，圓弧軌道半徑R=0.8m�，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.5kg的小滑塊，由軌道頂端A點(diǎn)無(wú)初速釋放，滑塊滑到B端后沖上小車。滑塊與小車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2。求：

（1）滑塊到達(dá)B端時(shí)，速度為多少？對(duì)軌道的壓力多大？
（2）經(jīng)多長(zhǎng)的時(shí)間物塊與小車相對(duì)靜止？
（3）小車運(yùn)動(dòng)2s時(shí)，小車右端距軌道B端的距離。

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同步練習(xí)冊(cè)答案