（20分）如下圖是阿毛同學(xué)的漫畫中出現(xiàn)的裝置，描述了一個(gè)“吃貨”用來做“糖炒栗子”的“萌”事兒：將板栗在地面小平臺(tái)上以一定的初速經(jīng)兩個(gè)四分之一圓弧銜接而成的軌道，從最高點(diǎn)P飛出進(jìn)入炒鍋內(nèi)，利用來回運(yùn)動(dòng)使其均勻受熱。我們用質(zhì)量為m的小滑塊代替栗子，借這套裝置來研究一些物理問題。設(shè)大小兩個(gè)四分之一圓弧半徑為2R和R，小平臺(tái)和圓弧均光滑。將過鍋底的縱截面看作是兩個(gè)斜面AB、CD和一段光滑圓弧組成。斜面動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，而且不隨溫度變化。兩斜面傾角均為，AB=CD=2R，A、D等高，D端固定一小擋板，碰撞不損失機(jī)械能�；瑝K的運(yùn)動(dòng)始終在包括鍋底最低點(diǎn)的豎直平面內(nèi)，重力加速度為g.

（1）如果滑塊恰好能經(jīng)P點(diǎn)飛出，為了使滑塊恰好沿AB斜面進(jìn)入鍋內(nèi)，應(yīng)調(diào)節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點(diǎn)離地高為多少？

（2）接（1）問，求滑塊在鍋內(nèi)斜面上走過的總路程。

（3）對(duì)滑塊的不同初速度，求其通過最高點(diǎn)P和小圓弧最低點(diǎn)Q時(shí)受壓力之差的最小值。

 

（1）（2）（3）9mg

【解析】

試題分析：（1）在P點(diǎn)，可得

到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度方向要沿著AB，

所以AD離地面的高度為

（2）進(jìn)入A點(diǎn)滑塊的速度為

假設(shè)經(jīng)過一個(gè)來回能夠回到A點(diǎn)，設(shè)回來時(shí)動(dòng)能為Ek，則

，所以滑塊不會(huì)滑到A而飛出。

根據(jù)動(dòng)能定理 （2分）

得滑塊在鍋內(nèi)斜面上走過得總路程 （2分）

（3）設(shè)初速度、最高點(diǎn)速度分別為、

由牛頓第二定律，在O點(diǎn)

在P點(diǎn)

所以

由機(jī)械能守恒定律

得

代入的最小值得壓力差的最小值為9mg

考點(diǎn)：圓周運(yùn)動(dòng)和動(dòng)能定理得綜合應(yīng)用

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2013-2014湖北省天門市高三年級(jí)四月調(diào)研考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（7分）為了探究機(jī)械能守恒定律，岳口高中的金金設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，并提供了如下的實(shí)驗(yàn)器材：

A小車 B鉤碼 C一端帶滑輪的木板 D細(xì)線 E．電火花計(jì)時(shí)器 F．紙帶

G．毫米刻度尺 H．低壓交流電源 I．220V的交流電源

（1）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)裝置和提供的實(shí)驗(yàn)器材，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是（填寫器材序號(hào)），還應(yīng)補(bǔ)充的器材是 ．

（2）實(shí)驗(yàn)中得到了一條紙帶如圖乙所示，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測(cè)量的連續(xù)7個(gè)點(diǎn)（標(biāo)號(hào)0~6），測(cè)出0到1、2、3、4、5、6點(diǎn)的距離分別為、、、、、，打點(diǎn)周期為T．則打點(diǎn)2時(shí)小車的速度= ；若測(cè)得小車質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m，打點(diǎn)1和點(diǎn)5時(shí)小車的速度分別用、表示，已知重力加速度為g，則驗(yàn)證點(diǎn)1與點(diǎn)5間系統(tǒng)的機(jī)械能守恒的關(guān)系式可表示為 ．

（3）在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，如果以為縱軸，以d為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出圖象，其圖線的斜率表示的物理量的表達(dá)式為___________．

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014浙江省杭州地區(qū)七縣市高二第一學(xué)期期末物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（10分）在科技活動(dòng)中某同學(xué)利用自制的 電子秤來稱量物體的質(zhì)量，其原理如圖所示，托盤和彈簧的質(zhì)量均不計(jì)。變阻器的滑動(dòng)端與彈簧上端連接（但與彈簧間不通電），當(dāng)托盤中沒有放物體時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭正好在變阻器的最上端；設(shè)變阻器的總電阻為R，總長(zhǎng)度為 L，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，限流電阻的阻值為R0，彈簧勁度系數(shù)為k，不計(jì)一切摩擦和其他阻力，電壓表為理想電壓表。

（1）為使電壓表中的電壓讀數(shù)與盤中物體的重力成正比，請(qǐng)你在圖中完成電壓表的連接。

（2）所選用電壓表的量程。

（3）寫出物體質(zhì)量與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系式。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014浙江省寧波市十校高三3月聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（20分）如圖（a）所示，兩條間距為h的水平虛線之間存在方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按圖（b）中B-t圖象變化（圖中Bo已知）。現(xiàn)有一個(gè)“日”字形剛性金 屬，線框ABCDEF，它的質(zhì)量為m，EF中間接有一開關(guān)S，開關(guān)S閉合時(shí)三條水平邊框的電阻均為R，其余各邊電阻不計(jì)。AB=CD=EF=L，AD=DE=h 。用兩根輕質(zhì)的絕緣細(xì)線把線框豎直懸掛住，AB邊恰好在磁場(chǎng)區(qū)域M1 N1和M2N2的正中間，開始開關(guān)S處于斷開狀態(tài)。t0（未知）時(shí)刻細(xì)線恰好松弛，此后閉合開關(guān)同時(shí)剪斷兩根細(xì)線，當(dāng)CD邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界Mi Ni時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)（空氣阻力不計(jì)）。求：

（1）t0的值；

（2）線框EF邊剛離開磁場(chǎng)下邊界M2N2時(shí)的速度；

（3）從剪斷細(xì)線到線框EF邊離開磁場(chǎng)下邊界M2N2的過程中金屬線框中產(chǎn)生的焦耳熱。

 

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014浙江省寧波市十校高三3月聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，a和b都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為r，現(xiàn)有一束很細(xì)的具有兩種不同顏色的復(fù)色光，以某一入射角從O點(diǎn)射入a板，且射出b板后的兩束單色光通過空氣射在地面上M、N兩點(diǎn)，由此可知

A．在a、b兩玻璃板間的空氣中傳播時(shí)間是射到M點(diǎn)的光比射到N點(diǎn)的光較短

B．這兩種顏色的光由玻璃射向空氣中，射到M點(diǎn)的光的臨界角比射到N點(diǎn)的光臨界角大

C．這兩種顏色的光在相同條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，射到M點(diǎn)的光的干涉條紋間距比射到N點(diǎn)的光要小

D．在玻璃中的傳播速度是射到M點(diǎn)的光比射到N點(diǎn)的光要大

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014浙江省六校（省一級(jí)重點(diǎn)校）高三3月聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，A為多匝線圈，與電鍵、滑動(dòng)變阻器相連后接入M、N間的交流電源，B為一接有小燈珠的閉合多匝線圈，下列關(guān)于小燈珠發(fā)光說法正確的是（ ）

A．閉合電鍵后小燈珠可能發(fā)光

B．若閉合電鍵后小燈珠發(fā)光，則再將B線圈靠近A，則小燈珠更亮

C．閉合電鍵瞬間，小燈珠才能發(fā)光

D．若閉合電鍵后小燈珠不發(fā)光，將滑動(dòng)變阻器滑臂左移后，小燈珠可能會(huì)發(fā)光

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014浙江杭州市高一下學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái)，接著以v＝3m/s水平速度離開平臺(tái)，落至地面時(shí)，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點(diǎn)，其連線水平。已知圓弧半徑為R＝1.0m，人和車的總質(zhì)量為180kg，特技表演的全過程中，阻力忽略不計(jì)。（計(jì)算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。求：

（1）從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)，人和車運(yùn)動(dòng)的水平距離s。

（2）從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度及圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ。

（3）人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度v'＝m/s此時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。

 

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014浙江杭州市高一下學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

下列關(guān)于重力勢(shì)能的說法中正確的是（ ）

A.重力勢(shì)能的大小只由重物本身決定

B.重力勢(shì)能恒大于零

C.當(dāng)物體放在地面上，它具有的重力勢(shì)能一定為零

D.重力勢(shì)能是相對(duì)于零勢(shì)能面而言的，因此重力勢(shì)能具有相對(duì)性

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014河北省高一下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng).現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.5m，離水平地面的高度H=0.8m，物塊平拋落地過程水平位移的大小.設(shè)物體所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度.求：

（1）物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小；（2）物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù).

 

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