3．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有由$\frac{1}{2}$圓弧AB和$\frac{1}{4}$圓弧BC組成的光滑固定軌道，兩者在最高點B平滑連接，BC弧的半徑是AB弧的2倍，質(zhì)量為m=0.2kg的小球從A點以某一水平向右的初速度切入軌道AB，小球恰好可以一直沿軌道由A運動到C，重力加速度大小為g=10m/s2．求小球到達(dá)C處時對軌道的作用力．

分析 根據(jù)臨界條件求出小球在B點的速度，然后由機械能守恒求出小球到達(dá)C點的速度，最后由向心力的公式即可求出．

解答 解：小球恰好能通過B點，則在B處受到的重力恰好提供向心力，則：
mg=$\frac{m{v}_{B}^{2}}{2R}$
小球從B到C的過程中機械能守恒，則：
$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}=mg•2R+\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
在C點小球受到的支持力提供向心力，則：${F}_{N}=\frac{m{v}_{C}^{2}}{2R}$
聯(lián)立得：FN=6N
根據(jù)牛頓第三定律可知，小球到達(dá)C處時對軌道的作用力也是6N．
答：小球到達(dá)C處時對軌道的作用力是6N．

點評 該題結(jié)合機械能守恒考查豎直平面內(nèi)的圓周運動，正確找出小球在豎直平面內(nèi)過最高點的條件是解答的關(guān)鍵．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．某活動小組利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律．鋼球自由下落過程中，先后通過光電門A、B，計時裝置測出鋼球通過A、B的時間分別為tA、tB．用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度．測出兩光電門間的距離為h，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．

（1）用游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為D=0.950cm．
（2）要驗證機械能守恒，只要比較D（選填項前的字母序號）即可．
A．（$\frac{1}{{{t}_{A}}^{2}}$-$\frac{1}{{{t}_{B}}^{2}}$）D2與gh是否相等
B．（$\frac{1}{{{t}_{A}}^{2}}$-$\frac{1}{{{t}_{B}}^{2}}$）D2與2gh是否相等
C．（$\frac{1}{{{t}_{B}}^{2}}$-$\frac{1}{{{t}_{A}}^{2}}$）D2與gh是否相等
D．（$\frac{1}{{{t}_{B}}^{2}}$-$\frac{1}{{{t}_{A}}^{2}}$）D2與2gh是否相等
（3）鋼球通過光電門的平均速度＜（選填“＞”或“＜”）鋼球球心通過光電門的瞬時速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．如圖所示，在離地面h高出以初速度v0拋出一個質(zhì)量為m的物體，不計空氣阻力，取拋出位置為零勢能面，則物體著地時的速度大小為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖所示，速度為v0、電荷量為q的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，選擇器中磁感應(yīng)強度為B，電場強度為E，則在其他條件不變的情況下（　�。�
A．若改為電荷量-q的離子，將往上偏
B．若改為電荷量+2q的離子，將往上偏
C．若變?yōu)樗俣?v0的離子，將往上偏
D．若改為速度$\frac{{v}_{0}}{2}$的離子，仍能沿直線飛出

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

18．一物體做勻加速直線運動，初速度為6m/s，第7s內(nèi)的位移比第5s內(nèi)的位移多4m，求
（1）物體的加速度大��；
（2）物體在5s內(nèi)位移大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．如圖，是一種直線電動機的示意圖．水平面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有豎直（垂直紙面）方向等距離間隔的勻強磁場B1和B2，導(dǎo)軌上有金屬框A，框的寬度與磁場間隔相等，當(dāng)勻強磁場B1和B2同時以恒定速度v0沿平行于直軌道方向運動時，金屬框也會因此沿直導(dǎo)軌運動，這是一類磁懸浮列車運行的原理．如果金屬框下始終有這樣運動的磁場，金屬框就會一直運動下去．設(shè)金屬框垂直導(dǎo)軌的邊長為L=0.2m、總電阻為R=1.6Ω，B1=B2=1T，磁場運動速度v0=4m/s．求：

（1）若勻強磁場B2的方向如圖所示，為使金屬框運動，則B1的方向如何？
（2）金屬框運動的方向．
（3）若金屬框運動時不受阻力作用，金屬框的最大速度，并簡述理由．
（4）若金屬框運動時受到恒定的阻力f=0.1N作用時，金屬框的最大速度．
（5）在（4）的情況下，當(dāng)金屬框達(dá)到最大速度時，為維持它的運動，磁場必須提供的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．質(zhì)量為m的物體，沿傾角為α，質(zhì)量為M的斜面加速下滑，如圖所示，若摩擦系數(shù)為μ，物體下滑過程中，斜面仍靜止在桌面上，下述正確的是（　�。�
A．斜面受到的摩擦力方向一定沿桌面向左
B．斜面受到的摩擦力方向可能沿桌面向右
C．地面對斜面的支持力等于（m+M）g
D．地面對斜面的支持力小于（m+M）g

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

12．小球在空中某處從靜止開始自由下落，與水平地面碰撞后上升到空中某一高度處，此過程中小球速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示，已知小球質(zhì)量為1kg，整個過程中所受的阻力大小不變，求：
（1）小球下落的加速度是多大？
（2）小球初始位置距地面的高度？
（3）此過程小球克服阻力所做的功為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．在質(zhì)量為M的小車上用細(xì)線懸掛一小球，小球的質(zhì)量為m0，小車以恒定的速度v沿光滑的水平地面運動，與位于正對面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞的時間極短，在此碰撞進(jìn)行的過程中，下列說法正確的是，（　�。�
A．小車、木塊、小球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関1、v2、v3，滿足（M+m0）v=Mv1+mv2+m0v3
B．小球的速度不變，小車和木塊的速度變?yōu)関1和v2，滿足Mv=Mv1+mv2
C．小球的速度不變，小車和木塊的速度都變?yōu)関′，滿足（M+m0）v=（M+m）v′
D．小車和小球的速度都變?yōu)関1，木塊的速度變?yōu)関2，滿足（M+m0）v=（M+m0）v1+mv2

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