如圖，半徑R=0.4m的圓盤水平放置，繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ，轉(zhuǎn)軸和水平軌道交于O′點(diǎn)。一質(zhì)量m=1kg的小車（可視為質(zhì)點(diǎn)），在F=4N的水平恒力作用下，從O′左側(cè)x0=2m處由靜止開始沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，力作用一段距離后撤去，當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到O′點(diǎn)時(shí)，從小車上自由釋放一小球，此時(shí)圓盤半徑OA與x軸重合。規(guī)定經(jīng)過O點(diǎn)水平向右為x軸正方向。小車與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2。

（1）若小球剛好落到A點(diǎn)，求小車運(yùn)動(dòng)到O′點(diǎn)的速度；
（2）為使小球剛好落在A點(diǎn)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)為多大？
（3）為使小球能落到圓盤上，求水平拉力F作用的距離范圍。

（1）  （2）其中k=1，2，3，……（3）

解析試題分析：（1）小球離開小車后，由于慣性，將以離開小車時(shí)的速度作平拋運(yùn)動(dòng)
           (1分)
           (1分)
小車運(yùn)動(dòng)到O'點(diǎn)的速度           (1分)
（2）為使小球剛好落在A點(diǎn)，則小球下落的時(shí)間為圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍，有
，    其中k=1，2，3，……             (1分)
即 rad/s， 其中k=1，2，3，……            (1分)
（3）小球若能落到圓盤上，其在O′點(diǎn)的速度范圍是：0＜v≤1m/s，設(shè)水平拉力作用的最小距離與最大距離分別為x1、x2，對應(yīng)到達(dá)O'點(diǎn)的速度分別為0、1m/s
根據(jù)動(dòng)能定理，有          (2分)
代入數(shù)據(jù)解得  根據(jù)動(dòng)能定理，有             (2分)
代入數(shù)據(jù)解得  
則水平拉力F作用的距離范圍         (1分)
考點(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng) 動(dòng)能定理

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖左下圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道用的電阻連接，有一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上�，F(xiàn)用水平拉力F沿水平方向拉動(dòng)導(dǎo)體桿，則： 

（1）若拉力F大小恒為4N，請說明導(dǎo)體桿做何種運(yùn)動(dòng)，最終速度為多少？
（2）若拉力F大小恒為4N，且已知從靜止開始直到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度所經(jīng)歷的位移為s=10m，求在此過程中電阻R上所生的熱；
（3）若拉力F為變力，在其作用下恰使導(dǎo)體棒做加速度為a=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，請寫出拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系式

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量M=30kg的小車B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個(gè)質(zhì)量m=10kg的物體C以初速度零從軌道頂滑下，沖上小車B后經(jīng)一段時(shí)間與小車相對靜止并繼續(xù)一起運(yùn)動(dòng)。若軌道頂端與底端水平面的高度差h為0．80m，物體與小車板面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0．40，小車與水平面間的摩擦忽略不計(jì)，（取g=10m/s2），求：
（1）物體與小車保持相對靜止時(shí)的速度；
（2）從物體沖上小車到與小車相對靜止時(shí)小車位移；
（3）物體沖上小車后相對于小車板面滑動(dòng)的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，粗糙水平軌道AB與豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道BDC在B處平滑連接，B、C分別為半圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，D為半圓軌道的最右端。一個(gè)質(zhì)量m的小物體P被一根細(xì)線拴住放在水平軌道上，細(xì)線的左端固定在豎直墻壁上。在墻壁和P之間夾一根被壓縮的輕彈簧，此時(shí)P到B點(diǎn)的距離為x0。物體P與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，半圓軌道半徑為R�，F(xiàn)將細(xì)線剪斷，P被彈簧向右彈出后滑上半圓軌道，恰好能通過C點(diǎn)。試求：

（1）物體經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度的大�。�
（2）細(xì)線未剪斷時(shí)彈簧的彈性勢能的大��？
（3）物體經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)合力的大��？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(18分)玩具小車連同固定在小車上的水平皮帶運(yùn)輸機(jī)總質(zhì)量M=2kg，靜止在光滑水平面上；皮帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，相對小車的速度保持為=3m/s；可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小物塊質(zhì)量m＝1kg，電荷量q=0.01C，以水平初速＝9m/s從皮帶左端滑上皮帶；皮帶與小物塊間動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.8，設(shè)整個(gè)裝置絕緣，小物塊在運(yùn)動(dòng)過程中q保持不變，g取10m/s2。

（1）若皮帶足夠長，求小物塊剛滑上傳送帶時(shí)，物塊、小車的加速度大��？小車最終能達(dá)到最大速度？
（2）小車右側(cè)足夠遠(yuǎn)處有一內(nèi)壁光滑、絕緣的豎直圓形軌道，其半徑R="0.25m" 。軌道最下端C點(diǎn)與AB等高，C點(diǎn)處有一小缺口，可以讓絕緣小物塊射入圓形軌道內(nèi)。小物塊以＝5m/s的速度從C處的小缺口沖入圓軌道，在其沖入瞬間，軌道所在空間立即施加一豎直方向的勻強(qiáng)電場。若要使小物塊不脫離圓軌道，則勻強(qiáng)電場的大小與方向應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，質(zhì)量均為m的小車與木箱緊挨著靜止在光滑的水平冰面上，質(zhì)量為2m的小孩站在小車上用力向右迅速推出木箱，木箱相對于冰面運(yùn)動(dòng)的速度為v，木箱運(yùn)動(dòng)到右側(cè)墻壁時(shí)與豎直的墻壁發(fā)生彈性碰撞，反彈后被小孩接住，求整個(gè)過程中小孩對木箱做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（本題12分）如圖所示的裝置中，平行板電場中有一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球，用長L的細(xì)線拴住后在電場中處于平衡狀態(tài)（即平衡位置），此時(shí)線與豎直方向的夾角為θ，兩板間的距離為d，求：

（1）小球帶何種電荷？
（2）兩板間的電勢差是多少？
（3）把線拉成豎直向下的位置，放手后小球到達(dá)平衡位置時(shí)的速度為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在粗糙水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離l后以速度υ飛離桌面，最終落在水平地面上。已知υ="3.0" m/s，m=0.10kg，l=1.4m，s=0.90m，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）桌面高h(yuǎn)的大小；
（2）小物塊的初速度大小v0。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，水平傳送帶上A、B兩端點(diǎn)間 距L= 4m，半徑R=1m的光滑半圓形軌道固定于豎直平面內(nèi)，下端與傳送帶B相切。傳送帶以v0 = 4m/s的速度沿圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量m =1kg的小滑塊由靜止放到傳送帶的A端，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到B端，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.5，取g=10m/s2。

（1）求滑塊到達(dá)B端的速度；
（2）求滑塊由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量；
（3）僅改變傳送帶的速度，其他條件不變，計(jì)算說明滑塊能否通過圓軌道最高點(diǎn)C。

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