【題目】下圖是一個設(shè)計“過山車”的試驗(yàn)裝置的原理示意圖。斜面AB與豎直面內(nèi)的圓形軌道在B點(diǎn)平滑連接。斜面AB和圓形軌道都是光滑的。圓形軌道半徑為R。一個質(zhì)量為m的小車(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)由靜止釋放沿斜面滑下，小車恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)Ｃ。已知重力加速度為g。

求：(1)A點(diǎn)距水平面的高度h；

(2)在B點(diǎn)軌道對小車的支持力的大小。

【答案】（1）h = 2.5 R（2）FN = 6 mg

【解析】

試題分析：(1)小車在C點(diǎn)有：mg =

解得：vC =

由A運(yùn)動到C，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mgh = mg×2R+

解得：h = 2.5 R

(2)由A運(yùn)動到B，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mgh=

解得：vB =

小車在B點(diǎn)有：FN－mg =

解得：FN = 6 mg

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】理論和實(shí)踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運(yùn)動，而且對一切天體(包括衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動)都適用。下列對于開普勒第三定律公式的說法正確的是

A. 公式只適用于軌道是橢圓的運(yùn)動

B. 式中的K值，對于所有行星(或衛(wèi)星）都相等

C. 若已知月球與地球之間的距離，根據(jù)公式可求出地球與太陽之間的距離

D. 式中的K值，只與中心天體有關(guān)，與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星（或衛(wèi)星）無關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某靜電除塵裝置的原理圖,廢氣先經(jīng)過一個機(jī)械過濾裝置再進(jìn)入靜電除塵區(qū).圖中虛線是某一帶負(fù)電的塵埃(不計重力)僅在電場力作用下向集塵極遷移并沉積的軌跡,A、B兩點(diǎn)是軌跡與電場線的交點(diǎn).不考慮塵埃在遷移過程中的相互作用和電量變化,則以下說法正確的是

A. A點(diǎn)電勢高于B點(diǎn)電勢

B. 塵埃在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度

C. 塵埃在遷移過程中做勻變速運(yùn)動

D. 塵埃在遷移過程中電勢能一直在增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),第Ⅲ象限內(nèi)的虛線OM是電場與磁場的邊界，OM與y軸負(fù)方向成45°角。在x<0且OM的左側(cè)空間存在著沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E,場強(qiáng)大小為0.32N/C，在y<0且OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.10T,不計重力的帶負(fù)電的微粒,從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向以v0=2.0×103m/s的初速度進(jìn)入磁場，已知微粒的帶電荷量為q=5.0×10-18C，質(zhì)量為m=1.0×10-24kg,求:

(1)帶電微粒第一次經(jīng)過磁場邊界點(diǎn)的位置坐標(biāo);

(2)帶電微粒在磁場區(qū)域運(yùn)動的總時間;

(3)帶電微粒最終離開電、磁場區(qū)域點(diǎn)的位置坐標(biāo)。(保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xoy平面坐標(biāo)系中，x軸上方存在電場強(qiáng)度E=1000v/m、方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場；在x軸及與x軸平行的虛線PQ之間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為h．一個質(zhì)量m=2×10-8kg、帶電量q=+1.0×10-5C的粒子從y軸上（0，0.04）的位置以某一初度v0沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場，不計粒子的重力．

（1）若v0=200m/s，ⅰ求粒子第一次進(jìn)入磁場時速度v的大小和方向；

（2）若磁場足夠?qū)�，求在磁場運(yùn)動過程中粒子到x軸距離的最大值d.

（3）無論初速度v0大小如何，從該位置射入的所有粒子都能經(jīng)磁場返回電場，求磁場寬度的最小值hm．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】間距為l=0.5m兩平行金屬導(dǎo)軌由傾斜部分和水平部分平滑連接而成，如圖所示，傾斜部分導(dǎo)軌的傾角θ=30°，上端連有阻值R=0.5Ω的定值電阻且傾斜導(dǎo)軌處于大小為B1=0.5T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。水平部分導(dǎo)軌足夠長，圖示矩形虛線框區(qū)域存在大小為B2=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域的寬度d=3m�，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、內(nèi)阻r=0.5Ω、長l=0.5m的導(dǎo)體棒ab從傾斜導(dǎo)軌上端釋放，達(dá)到穩(wěn)定速度v0后進(jìn)入水平導(dǎo)軌，當(dāng)恰好穿過B2磁場時速度v=2m/s，已知導(dǎo)體棒穿過B2磁場的過程中速度變化量與在磁場中通過的距離滿足（比例系數(shù)k未知），運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻。求：

（1）導(dǎo)體棒ab的速度v0；

（2）導(dǎo)體棒ab穿過B2磁場過程中通過R的電荷量及導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）若磁場B1大小可以調(diào)節(jié)，其他條件不變，為了使導(dǎo)體棒ab停留在B2磁場區(qū)域，B1需滿足什么條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)，固定—半徑為R的光滑圓環(huán)，圓心為O，O點(diǎn)正上方固定一根豎直的光滑桿。質(zhì)量為m小球A套在圓環(huán)上，上端固定在桿上的輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的滑塊B一起套在桿上，小球A和滑塊B之間再用長為2R的輕桿通過鉸鏈分別連接。當(dāng)小球A位于圓環(huán)最高點(diǎn)時，彈簧處于原長；當(dāng)小球A位于圓環(huán)最右端時，裝置能夠保持靜止。若將小球A置于圓環(huán)的最高點(diǎn)并給它一個微小擾動(初速度視為0)，使小球沿環(huán)順時針滑下，到達(dá)圓環(huán)最右端時小球A的速度（g為重力加速度），不計一切摩擦，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn).下列說法正確的是（ ）

A. 此時滑塊B的速度

B. 此過程中彈簧對滑塊B所做的功

C. 彈簧勁度系數(shù)為

D. 小球A滑到圓環(huán)最低點(diǎn)時彈簧彈力的大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，絕緣軌道MNPQ位于同一豎直面內(nèi)，其中MN段水平，PQ段豎直，NP段為光滑的1/4圓弧，圓心為O，半徑為a，軌道最左端M點(diǎn)處靜置一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的物塊A，直線NN＇右側(cè)有方向水平向右的電場（圖中未畫出），場強(qiáng)為E= mg/q，在包含圓弧軌道NP的ONO＇P區(qū)域有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在軌道M端在側(cè)有一放在水平光滑桌面上的可發(fā)射“炮彈”的電磁炮模型，其結(jié)構(gòu)圖如圖（b）所示。電磁炮由兩條等長的平行光滑導(dǎo)軌Ⅰ、Ⅱ與電源和開關(guān)S串聯(lián)。電源的電動勢為，內(nèi)阻為r，導(dǎo)軌Ⅰ、Ⅱ相距為d，電阻忽略不計，“炮彈”是以質(zhì)量為2m，電阻為R的不帶電導(dǎo)體塊C，C剛好與Ⅰ、Ⅱ緊密接觸，距離兩導(dǎo)軌右端為l，C的底面與軌道MN在同一水平面上，整個電磁炮處于均勻磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，重力加速度為g，不考慮C在導(dǎo)軌內(nèi)運(yùn)動時的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A、C可視為質(zhì)點(diǎn)，并設(shè)A所帶電荷一直未變。

(1)求導(dǎo)體塊C在與A碰撞前的速度大��；

(2)如A與C在極短的時間發(fā)生碰撞，碰撞過程沒有機(jī)械能損失，碰撞后A恰好能沿絕緣軌道到達(dá)P點(diǎn)，且A、C與絕緣軌道之間滑動摩擦系數(shù)相等，求C停下時與M點(diǎn)的距離。

(3)在（2）問的情況下，要求A在運(yùn)動過程不離開軌道，求ONO＇P區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B需滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L=0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=l kg，電阻R0=0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動勢E=10V，內(nèi)阻r=0.1Ω，電阻R=4Ω；外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α=53°角；ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.5（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），定滑輪摩擦不計，線對ab的拉力為水平方向，重力加速度g=10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：

（1）ab受到的安培力大小和方向．

（2）重物重力G的取值范圍．

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