如圖所示的光滑斜槽軌道由傾斜部分和足夠長的水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接，斜面的傾角為θ。現(xiàn)有10個質(zhì)量均為m 、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直面內(nèi)，此時1號球球心距它在水平槽運動時的球心高度差為h�，F(xiàn)撤去力F使小球開始運動，直到所有小球均運動到水平槽內(nèi)。重力加速度為g。求：

（1）水平外力F的大�。�

（2）1號球剛運動到水平槽時的速度；

（3）整個運動過程中，2號球?qū)?號球所做的功。

（1）

（2）

（3）


解析:

（1）以10個小球整體為研究對象，由力的平衡條件可得：，則。

（2）以1號球為研究對象，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：，解得。

（3）撤去水平外力F后，以10個小球整體為研究對象，利用機(jī)械能守恒定律可得：，解得 。

以1號球為研究對象，由動能定理得，則。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在研究平拋物體的運動過程中，如圖所示的實驗：
（1）將兩個完全相同的斜滑軌固定在同一豎直面內(nèi)，它們的最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的頂點由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平面吻合，觀察到
球1將在水平軌道上擊中球2
球1將在水平軌道上擊中球2
，說明
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
．
（2）在教材“研究平拋物體運動”的實驗中可以測出小球經(jīng)過曲線上任意位置的瞬時速度． 實驗簡要步驟如下：
A．按教材圖安裝好器材，注意調(diào)整
斜槽末端切線水平
斜槽末端切線水平
，記下斜槽末端O點和過O點的豎直線．
B．讓小球多次從
斜槽上同一
斜槽上同一
位置無初速滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列的位置．
C．取下白紙，以O(shè)點為原點，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．
D．測出曲線上某點的位置坐標(biāo)x、y，用 v=
gx2
2y
+2gy
gx2
2y
+2gy
算出該點的瞬時速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲．游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點，C為軌道的最低點，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點落入小框．（整個裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球在光滑斜軌AB上運動的過程中加速度的大�。�
（2）要使小球在運動的全過程中不脫離軌道，A點距離最低點的豎直高度h至少多高及在C點時小球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?佛山一模）在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲．據(jù)《新安晚報》報道，2007年12月31日下午3時許，安徽蕪湖方特歡樂世界游樂園的過山車因大風(fēng)發(fā)生故障突然停止，16位游客懸空10多分鐘后被安全解救，事故幸未造成人員傷亡．游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點，C為軌道的最低點，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點落入小框．（整個裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球在光滑斜軌AB上運動的過程中加速度的大小；
（2）要使小球在運動的全過程中不脫離軌道，A點距離最低點的豎直高度h至少多高？

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科目：高中物理 來源： 題型：

在研究平拋物體的運動過程中，如圖所示的實驗：
（1）將兩個完全相同的斜滑軌固定在同一豎直面內(nèi)，它們的最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的頂點由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平面吻合，觀察到
球1將在水平軌道上擊中球2
球1將在水平軌道上擊中球2
，說明
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
．
（2）在教材“研究平拋物體運動”的實驗中可以測出小球經(jīng)過曲線上任意位置的瞬時速度． 實驗簡要步驟如下：
A．讓小球多次從
斜槽上同一
斜槽上同一
位置無初速滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列的位置．
B．按教材圖安裝好器材，注意調(diào)整
斜槽末端切線水平
斜槽末端切線水平
，記下斜槽末端O點和過O點的豎直線．
C．測出曲線上某點的位置坐標(biāo)x、y，用 v=
gx2
2y
+2gy
gx2
2y
+2gy
算出該點的瞬時速度．
D．取下白紙，以O(shè)點為原點，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．
（a） 完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．
（b）上述實驗步驟的合理順序是
BADC
BADC
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲．游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點，C為軌道的最低點，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點落入小框．（整個裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球能通過D點的最小速度；
（2）要使小球在運動的全過程中不脫離軌道，A點距離最低點的豎直高度h至少多高
（3）在C點時小球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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