如圖所示，固定在豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道與粗糙水平軌道在B點(diǎn)平滑連接，軌道半徑R=0.5m，一質(zhì)量m=0.2kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平軌道上的A點(diǎn)，A與B相距L=10m，物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．現(xiàn)用一水平恒力F向右推物塊，已知F=3N，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)C時(shí)撤去該力，設(shè)C點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為x．在圓軌道的最高點(diǎn)D處安裝一壓力傳感器，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)傳感器就會(huì)顯示相應(yīng)的讀數(shù)FN，壓力傳感器所能承受的最大壓力為90N，g取10m/s2．
（1）當(dāng)x=1m時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？
（2）要使物塊能夠安全通過圓軌道的最高點(diǎn)D，求x的范圍；
（3）在滿足（2）問的情況下，在坐標(biāo)系中作出壓力傳感器的讀數(shù)FN與x的關(guān)系圖象．
（1）A到B的過程中推力與摩擦力做功，得：Fx-μmgL=
1
2
mvB2 ①
在B點(diǎn)時(shí)重力與支持力的合力提供向心力，得：NB-mg=m
v2B
R

聯(lián)立解得：NB=6N根據(jù)牛頓第三定律可得NB′=NB=6N
（2）B到D的過程由動(dòng)能定理得：
1
2
m
v2B
=
1
2
m
v2D
+2mgR ②
到達(dá)D點(diǎn)時(shí)：FN+mg=
m
v2D
R
 ③
聯(lián)立①②③得：FN=
2(Fx-μmgL)
R
-5mg=12x-18(N)
由于：0≤FN≤90N
解得：1.5≤x≤9m
（3）在坐標(biāo)系中作出壓力傳感器的讀數(shù)FN與x的關(guān)系圖象如圖．
答：（1）當(dāng)x=1m時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道上的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是6N；
（2）要使物塊能夠安全通過圓軌道的最高點(diǎn)D，x的范圍1.5≤x≤9N；
（3）在滿足（2）問的情況下，在坐標(biāo)系中作出壓力傳感器的讀數(shù)FN與x的關(guān)系圖象如圖．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

某物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v-t關(guān)系如圖所示，已知在第1s內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W，則（　�。�
A．從第1s末到第3s末合外力做功為4W
B．從第3s末到第5s末合外力做功為-2W
C．從第5s末到第7s末合外力做功為W
D．從第3s末到第4s末合外力做功為-0.75W

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

某人將重物由靜止開始舉高h(yuǎn)，并獲得速度υ，則下列說法中不正確的是（　　）
A．人對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的增量
B．物體所受合外力對(duì)它做的功等于物體動(dòng)能的增量
C．克服物體重力做的功等于物體重力勢能的增量
D．合外力的功等于物體動(dòng)能和勢能的總和的增量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在傾角θ=37°的絕緣面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E=4.0×103N/C，在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板．質(zhì)量m=0.20kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下，滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率返回．已知斜面的高度h=0.24m，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.30，滑塊帶電荷q=-5.0×10-4C．取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端時(shí)的速度大小．
（2）滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度．
（3）滑塊從開始運(yùn)動(dòng)到停下來的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量Q．（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

自主招生附加題（本題不計(jì)入總分）
一只質(zhì)量為3m的小鳥從地面以45度角，速率v發(fā)射，在最高點(diǎn)發(fā)生爆炸，變?yōu)槿毁|(zhì)量為m的小鳥，爆炸之后瞬間三只小鳥速度均沿水平方向，且中間的一只小鳥速度和爆炸前沒有區(qū)別．已知落地的時(shí)候，最近和最遠(yuǎn)的小鳥相距為d．（如果你沒有玩過“憤怒的小鳥”，請(qǐng)你把所有“小鳥”都換成“質(zhì)點(diǎn)”）
（1）求爆炸至少使得小鳥們動(dòng)能增加了多少？
（2）把“爆炸之后瞬間三只小鳥速度均沿水平方向”的條件改為，爆炸之后空中三只小鳥水平方向速度相等，那么當(dāng)中點(diǎn)的小鳥落地的時(shí)候，還在空中的小鳥距離地面有多高？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量為m=4kg的物體靜止在水平面上，在外力F=25N作用下開始運(yùn)動(dòng)，已知F與水平方向夾角為37?，物體位移為5m時(shí)，具有50J的動(dòng)能．求：（取g=10m/s2）
（1）此過程中，物體克服摩擦力所做的功；（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（2）物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

2006年都靈冬奧會(huì)上，我國選手以總分250.77的成績創(chuàng)造中國自由式滑雪的里程碑，實(shí)現(xiàn)了我國冬奧史上金牌兩個(gè)“零的突破”（男子項(xiàng)目金牌零的突破和雪上項(xiàng)目金牌零的突破），創(chuàng)造了我國冬奧會(huì)歷史上的奇跡．自由式滑雪的運(yùn)動(dòng)模型可簡化如下：如圖所示，斜面軌道AB與水平面之間的夾角θ=53°，BD為半徑R=4m的圓弧形軌道，且B點(diǎn)與D點(diǎn)在同一水平面上，在B點(diǎn)，軌道AB與圓弧形軌道BD相切，整個(gè)軌道處于豎直平面內(nèi)且處處光滑，在A點(diǎn)處的一質(zhì)量m=1kg的小球由靜止滑下，經(jīng)過B、C點(diǎn)后從D點(diǎn)斜拋出去，最后落在地面上的S點(diǎn)處時(shí)的速度大小vs=8m/s，已知A點(diǎn)距地面的高度H=10m，B點(diǎn)距地面的高度h=5m，設(shè)以MDN為分界線，假設(shè)其左邊為存在空氣阻力的區(qū)域，右邊為不考慮空氣阻力的真空區(qū)域，g取10m/s2，cos53°=0.6
（1）小球經(jīng)過B點(diǎn)的速度為多大？
（2）小球經(jīng)過圓弧軌道最低處C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力多大？
（3）小球從D點(diǎn)拋出后，在MDN分界線左邊的區(qū)域受到的阻力f與其瞬時(shí)速度方向始終相反，求小球從D點(diǎn)至S點(diǎn)的過程中，阻力f所做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，ABC是一條長軌道，斜面和水平面摩擦因素相同，一質(zhì)量為m的木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），在A點(diǎn)由靜止釋放，最后停在C點(diǎn)；現(xiàn)在改變斜面的傾角，如圖中虛線AB'所示，仍從A點(diǎn)由靜止釋放該小木塊，則木塊最終將停放在（不計(jì)木塊通過轉(zhuǎn)折點(diǎn)B點(diǎn)或B'點(diǎn)的能量損失）（　�。�
A．C點(diǎn)左側(cè)B．C點(diǎn)C．C點(diǎn)右側(cè)D．無法確定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于機(jī)械能，下列說法中不正確的是（    ）
A．做勻速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒
B．做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒
C．如果合外力對(duì)物體做功為零，物體的機(jī)械能可能增加
D．只要有摩擦力存在，機(jī)械能一定減少

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