（16分）如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0．4m在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場線與軌道所在的平面平行，電場強(qiáng)度E＝1.0×104N／C現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.0×10－4C，質(zhì)量m＝0.1kg的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)．取g＝10m／s2．試求：

（1）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大小；
（2）D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB；
（3）帶電體在從P開始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過程中的最大動(dòng)能．

（1）6.0N；（2）0；（3）1.17J；

解析試題分析：（1）設(shè)帶電體通過C點(diǎn)時(shí)的速度為，根據(jù)牛頓第二定律得：
     （2分）
設(shè)帶電體通過B點(diǎn)時(shí)的速度為，設(shè)軌道對(duì)帶電體的支持力大小為，帶電體從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理：   （2分）
帶電體在B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有：
          （2分）
聯(lián)立解得：    （1分）
根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對(duì)軌道的壓力  （1分）
（2）設(shè)帶電體從最高點(diǎn)C落至水平軌道上的D點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解有：
　　　　　  （1分）
    （2分）
聯(lián)立解得：       （1分）
（3）由P到B帶電體做加速運(yùn)動(dòng)，故最大速度一定出現(xiàn)在從B經(jīng)C到D的過程中，在此過程中保有重力和電場力做功，這兩個(gè)力大小相等，其合力與重力方向成450夾角斜向右下方，故最大速度必出現(xiàn)在B點(diǎn)右側(cè)對(duì)應(yīng)圓心角為450處。        （1分）
設(shè)小球的最大動(dòng)能為，根據(jù)動(dòng)能定理有：
    （2分）
解得：        （1分）
考點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)的合成分解、牛頓第二定律、動(dòng)能定理

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，斜面、水平軌道和半徑R=2.5m的豎直半圓組成光滑軌道，水平軌道與半圓的最低點(diǎn)相切，軌道固定在水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m=0.1kg的小球從水平地面上A點(diǎn)斜向上拋出，并在半圓軌道最高點(diǎn)D水平進(jìn)入軌道，然后沿斜面向上，達(dá)到最大高度h=6.25m。(不計(jì)空氣阻力，小球在經(jīng)過斜面與水平軌道連接處時(shí)不計(jì)能量損失。（g取10m/s2) 求

（1）小球拋出時(shí)的速度（角度可用三角函數(shù)表示）
（2）小球拋出點(diǎn)A到D的水平距離
（3）小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道最低點(diǎn)時(shí)球?qū)壍赖膲毫?/p>

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(15分)在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，小明和小陽觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論。如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m=60kg的質(zhì)點(diǎn)， 選手抓住繩由靜止開始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角=，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H=3m.不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深。取重力加速度， ，

（1）求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小F；
（2）若繩長l="2m," 選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入手中。設(shè)水對(duì)選手的平均浮力，平均阻力，求選手落入水中的深度；
（3）若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手， 小明認(rèn)為繩越長，在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)，請(qǐng)通過推算說明你的觀點(diǎn)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為103kg的小汽車駛過一座半徑為50m的圓形拱橋，到達(dá)橋頂時(shí)的速度為5m/s。求：（1）汽車在橋頂時(shí)對(duì)橋的壓力；（2）如果要求汽車到達(dá)橋頂時(shí)對(duì)橋的壓力為零，且車不脫離橋面，到達(dá)橋頂時(shí)的速度應(yīng)是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

2009年12月，我國自主研制的第一顆為青少年服務(wù)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“希望一號(hào)”在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空．“希望一號(hào)”衛(wèi)星主要飛行任務(wù)是搭載青少年提出的“天圓地方”科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案、建立業(yè)余無線電空間通訊及進(jìn)行太空攝影．由于是為我國青少年研制的第一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，有關(guān)方面專門邀請(qǐng)了來自全國的50位熱愛航天事業(yè)的中小學(xué)生到現(xiàn)場觀看衛(wèi)星發(fā)射的全過程．

（1）上圖是某監(jiān)測系統(tǒng)每隔2．5s拍攝的關(guān)于起始勻加速階段火箭的一組照片．已知火箭的長度為40m，用刻度尺測量照片上的長度,結(jié)果如圖所示．求火箭在照片中第2個(gè)像所對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度大�。�
（2）假設(shè)“希望一號(hào)”衛(wèi)星整體質(zhì)量2350千克，圖示時(shí)段長征三號(hào)甲運(yùn)載火箭質(zhì)量200噸．取g=" 10" m/s2 ,求火箭的推力．
（3）已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，“希望一號(hào)”衛(wèi)星在距地球表面高為h的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．求“希望一號(hào)”衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，在粗糙水平臺(tái)階上靜止放置一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊，它與水平臺(tái)階表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，且與臺(tái)階邊緣O點(diǎn)的距離s=5m．在臺(tái)階右側(cè)固定了一個(gè)1/4圓弧擋板，圓弧半徑R=1m，圓弧的圓心也在O點(diǎn)。今以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系．現(xiàn)用F=5N的水平恒力拉動(dòng)小物塊，一段時(shí)間后撤去拉力，小物塊最終水平拋出并擊中擋板．（g取10m/s2）

（1）若小物塊恰能擊中檔板上的P點(diǎn)（OP與水平方向夾角為37°，已知，），則其離開O點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）為使小物塊擊中檔板，求拉力F作用的最短時(shí)間；
（3）改變拉力F的作用時(shí)間，使小物塊擊中擋板的不同位置．求擊中擋板時(shí)小物塊動(dòng)能的最小值．

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（16分）如圖所示，輕桿兩端分別系著質(zhì)量為的圓環(huán)A和質(zhì)量為的小球B，輕桿與A的連接處有光滑鉸鏈，輕桿可以繞鉸鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng)。A套在光滑的水平固定橫桿上，A、B靜止不動(dòng)時(shí)B球恰好與光滑地面接觸，在B的左側(cè)是半徑為m的1/4圓弧。質(zhì)量為的小球C以的速度向左與B球發(fā)生正碰。已知碰后C小球恰好能做平拋運(yùn)動(dòng)，小球B在運(yùn)動(dòng)過程中恰好能與橫桿接觸。重力加速度取，則:

（1）碰后C球平拋的水平位移 （2）碰后瞬間B球的速度  （3）A、B間輕桿的長度

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，質(zhì)量為=0.8的小球A放在光滑的傾角=30°絕緣斜面上，小球帶正電，電荷量為，在斜面上的B點(diǎn)固定一個(gè)電荷量為的正點(diǎn)電荷，將小球A由距B點(diǎn)0.3處無初速度釋放，求：（重力加速度,靜電力常量）

（1）A球剛釋放時(shí)的加速度的大小
（2）當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，A球與B點(diǎn)的距離。

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