（14分）如圖裝置，AB段為傾角為37°的粗糙斜面，動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.25，BC、CE段光滑，CD為一光滑的圓形軌道，半徑R="0." 32m，物體在C點(diǎn)能順利進(jìn)出圓形軌道而不損失機(jī)械能。EF為一逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶，動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.2。現(xiàn)從AB面上距地面H處輕輕放上一質(zhì)量m=1kg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）。物塊經(jīng)過CD軌道后滑向傳送帶。取，sin370=0.6,cos370=0.8。

1、現(xiàn)將物體從H=2.7m處釋放，求①第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小，②第一次經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
2、若傳送帶的速度為v=5m/s。物體仍從H=2.7m處釋放，試計(jì)算說明物體能否兩次通過最高點(diǎn)D？若能通過，請(qǐng)計(jì)算第二次通過最高點(diǎn)D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
3、若傳送帶速度大小可在釋放物塊前預(yù)先調(diào)節(jié)。將物體從H=2.7m處釋放，從釋放到第二次進(jìn)入圓軌道過程的過程中，試分析物塊和各接觸面摩擦至少要產(chǎn)生多少熱量才能保證物體能夠兩次到達(dá)D點(diǎn)？
4、現(xiàn)將傳送帶速度調(diào)節(jié)至一足夠大速度值，將物體從AB某處釋放后，第10次進(jìn)入圓軌道時(shí)仍不脫離圓軌道，試分析釋放物塊的高度有何要求？

(1)6m/s， 62.5N （2）28.125N （3）59J   （4）和.

解析試題分析：（1）物體由H處下落到達(dá)B端，由動(dòng)能定理：


物體運(yùn)動(dòng)到由B運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)：
D點(diǎn)有：
得：N1=62.5N
（2）物體若能通過D點(diǎn)在水平面處的最小速度為v0，則由動(dòng)能定理：

得：
物體上傳送帶時(shí)速度為6m/s,上傳送帶后先減速為0，再反向加速。5m/s<6m/s,則反向時(shí)E點(diǎn)的速度vE=5m/s。由5m/s>4m/s,物體能夠到達(dá)D點(diǎn)。
物體運(yùn)動(dòng)到由E運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)：
D點(diǎn)有：

(3)物體運(yùn)動(dòng)若要第二次到達(dá)D點(diǎn)，從傳送帶上返回E點(diǎn)時(shí)，速度至少為4m/s,則傳送帶的速度至少為4m/s.
物體滑上傳送帶后的運(yùn)動(dòng)圖像可由下圖表示

由圖像可知傳送帶速度越小，兩者的相對(duì)位移（圖中陰影的面積）越小。綜合以上分析傳送帶的速度為4m/s時(shí)，在傳送帶上放熱最少。而在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦放熱為定值。綜上所述：
在斜面上摩擦放熱：
物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)：
則摩擦總共放熱：Q=59J
(4)物體不脫離圓形軌道的情形有兩種，一種是全部通過最高點(diǎn)D，一種是滑塊滑到CD軌道的圓心高度以下。由第（3）問圖像可以知道，傳送帶速度足夠大，物體無論以什么樣的速度滑上傳送帶，返回的速度均等于滑上傳送帶時(shí)的速度，物體的機(jī)械能的損失相當(dāng)于全部發(fā)生在斜面上。
①物體10次都過D點(diǎn)
設(shè)某次滑上斜面時(shí)初速度為v0,滑上后又滑下的速度為v1,,根據(jù)能量守恒定律有：（1）
 （2）
（1）（2）聯(lián)立得：
即每次滑上斜面再滑下斜面后，動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?/2,數(shù)列為等比數(shù)列.
第十次開始滑上D點(diǎn)時(shí)，等于經(jīng)過EC滑上圓軌道的速度，最小值為v10=4m/s,所以,則物體第一次沖上斜面的速度為v1,，v1=16m/s，也就是第一次滑動(dòng)B點(diǎn)的速度
此時(shí)由釋放點(diǎn)到B點(diǎn)動(dòng)能定理：
得H1=19.2m
則釋放的最小高度為19.2m
②物體最高到達(dá)CD圓心高度，則由動(dòng)能定理：

得H2=0.24m
討論：下面討論物體是否存在能夠在一次經(jīng)過D點(diǎn)，經(jīng)過斜面滑上滑下后到達(dá)不了CD圓心高度。
由于通過最高點(diǎn)機(jī)械能至少為，經(jīng)過一次滑上滑下斜面后，物體上圓軌道時(shí)機(jī)械能變?yōu)樵瓉硪话耄瑒t。故不可能出現(xiàn)經(jīng)過D點(diǎn)后下一次沖不到圓心高度的情況。
綜上所述：和
考點(diǎn)：本題考查了動(dòng)能定理和圓周運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用問題。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，從A點(diǎn)以v0=4m／s的水平速度拋出一質(zhì)量m=lkg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿切線方向進(jìn)入光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓孤軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面的長(zhǎng)木板上，圓弧軌道C端切線水平。已知長(zhǎng)木板的質(zhì)量M=4kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H=0．6m、h=0．15m，R=0．75m，物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0．5，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0．2。g取10m／s2，求：

(1)小物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向；
(2)小物塊滑動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力；
(3)長(zhǎng)木板至少為多長(zhǎng)，才能保證小物塊不滑出長(zhǎng)木板?

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑半圓弧絕緣軌道半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m且始終帶+q電量的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下，進(jìn)入與C點(diǎn)相切的粗糙水平絕緣滑道CM上，在水平滑道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰位于滑道的末端C點(diǎn)，此時(shí)彈簧處于自然狀態(tài)。物塊運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大彈性勢(shì)能為ＥＰ，物塊被彈簧反彈后恰能通過B點(diǎn)。己知物塊與水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，直徑BC右側(cè)所處的空間（包括BC邊界）有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且電場(chǎng)力為重力的一半。求：

(1) 彈簧的最大壓縮量d；
(2) 物塊從A處開始下滑時(shí)的初速度v0．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（16分）在“極限”運(yùn)動(dòng)會(huì)中，有一個(gè)在鋼索橋上的比賽項(xiàng)目。如圖所示，總長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻粗鋼絲繩固定在等高的A、B處，鋼絲繩最低點(diǎn)與固定點(diǎn)A、B的高度差為H，動(dòng)滑輪起點(diǎn)在A處，并可沿鋼絲繩滑動(dòng)，鋼絲繩最低點(diǎn)距離水面也為H。若質(zhì)量為m的人抓住滑輪下方的掛鉤由A點(diǎn)靜止滑下，最遠(yuǎn)能到達(dá)右側(cè)C點(diǎn)，C、B間鋼絲繩相距為，高度差為。若參賽者在運(yùn)動(dòng)過程中始終處于豎直狀態(tài)，抓住滑輪的手與腳底之間的距離也為，滑輪與鋼絲繩間的摩擦力大小視為不變，且摩擦力所做功與滑過的路程成正比，不計(jì)參賽者在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力、滑輪（含掛鉤）的質(zhì)量和大小，不考慮鋼索橋的擺動(dòng)及形變。

（1）滑輪與鋼絲繩間的摩擦力是多大？
（2）若參賽者不依靠外界幫助要到達(dá)B點(diǎn)，則人在A點(diǎn)處抓住掛鉤時(shí)至少應(yīng)該具有多大的初動(dòng)能？
（3）比賽規(guī)定參賽者須在鋼絲繩最低點(diǎn)脫鉤并到達(dá)與鋼絲繩最低點(diǎn)水平相距為、寬度為，厚度不計(jì)的海綿墊子上。若參賽者由A點(diǎn)靜止滑下，會(huì)落在海綿墊子左側(cè)的水中。為了能落到海綿墊子上，參賽者在A點(diǎn)抓住掛鉤時(shí)應(yīng)具有初動(dòng)能的范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示的“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，放置在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等的半圓對(duì)接而成，圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，軌道在水平面上不可移動(dòng)。彈射裝置將一個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從a點(diǎn)水平彈射向b點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過軌道后從最高點(diǎn)d水平拋出。已知小球與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，不計(jì)其它機(jī)械能損失，ab段長(zhǎng)L=1.25m，圓的半徑R=0.1m，小球質(zhì)量m=0.01kg，軌道質(zhì)量為M=0.26kg，g=10m/s2，求：

（1）要使小球從d點(diǎn)拋出后不碰軌道，小球的初速度v0需滿足什么條件？
（2）設(shè)小球進(jìn)入軌道之前，軌道對(duì)地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)v0至少為多少時(shí)，小球經(jīng)過兩半圓的對(duì)接處c點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)地面的壓力為零。
 

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

某金屬板M受到某種紫外線照射時(shí)會(huì)不停地發(fā)射電子，射出的電子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一個(gè)金屬網(wǎng)N。如果用導(dǎo)線將MN連接起來，M射出的電子落到N上便會(huì)沿導(dǎo)線返回M，從而形成電流�，F(xiàn)在不把M、N直接相連，而如圖所示在M、N之間加一個(gè)電壓U，發(fā)現(xiàn)當(dāng)U＞12.5V時(shí)電流表中就沒有電流。問：被這種紫外線照射出的電子，最大速度是多少？（已知電子質(zhì)量me=0.91×10-30kg）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)，AB為水平放置的絕緣粗糙軌道，CD為豎直放置的足夠長(zhǎng)絕緣粗糙軌道，AB與CD通過四分之一絕緣光滑圓弧形軌道平滑連接，圓弧的圓心為O，半徑R＝0.50 m，軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小E＝1.0×104 N/C，現(xiàn)有質(zhì)量m＝0.20 kg，電荷量q＝8.0×10－4 C的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知sAB＝1.0 m，帶電體與軌道AB、CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5.假定帶電體與軌道之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等．求：(g＝10 m/s2)
 
(1)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道C點(diǎn)時(shí)的速度；
(2)帶電體最終停在何處．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷，電荷量分別為＋Q和－Q，A、B相距為2d．MN是豎直放置的光滑絕緣細(xì)桿，另有一個(gè)穿過細(xì)桿的帶電小球p，其質(zhì)量為m、電荷量為+q（可視為點(diǎn)電荷，不影響電場(chǎng)的分布．），現(xiàn)將小球p從與點(diǎn)電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球p向下運(yùn)動(dòng)到距C點(diǎn)距離為d的O點(diǎn)時(shí)速度為v，已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g．求：

（1）C、O間的電勢(shì)差UCO；
（2）小球p在O點(diǎn)時(shí)的加速度；
（3）小球p經(jīng)過與點(diǎn)電荷B等高的D點(diǎn)時(shí)的速度大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為θ的光滑斜面上放有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B(可視為質(zhì)點(diǎn))，兩小球用一根長(zhǎng)L的輕桿相連，下面的B球離斜面底端的高度為h，兩球從靜止開始下滑并從斜面進(jìn)入光滑平面(不計(jì)與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失)。求：
 
(1)兩球在光滑平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；
(2)在此過程中桿對(duì)A球所做的功；
(3)試用文字表述桿對(duì)A做功所處的時(shí)間段。

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