如圖所示，圓心角為90°的光滑圓弧形軌道，半徑R為1.6 m，其底端切線沿水平方向。長為的斜面，傾角為，其頂端與弧形軌道末端相接，斜面正中間有一豎直放置的直桿，現(xiàn)讓質(zhì)量為1 kg的物塊從弧形軌道的頂端由靜止開始滑下，物塊離開弧形軌道后剛好能從直桿的頂端通過，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）物塊滑到弧形軌道底端時(shí)對軌道的壓力大小；

（2）直桿的長度為多大。



【答案】（1）30N    （2）2.1m

【命題立意】本題旨在考查機(jī)械能守恒、向心力、平拋運(yùn)動(dòng)

【解析】（1）光滑圓弧形軌道，只有重力做功，機(jī)械能守恒。設(shè)物體在軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度為，                   　　　　　

在軌道最低點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律：=

聯(lián)立①②式解得：                              　　

由牛頓第三定律可知物塊對軌道的壓力大小為30N.                           

（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知水平做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移：               

且    

豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，

下落高度：                      根據(jù)幾何關(guān)系知           

聯(lián)立式知h=2.1m   

【舉一反三】物塊從離開圓弧到斜面所用的時(shí)間有多長？


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，其v﹣t圖象恰好是與兩坐標(biāo)軸相切的四分之一圓弧，切點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（0，10）和（20，0）．如圖所示，該質(zhì)點(diǎn)在20s內(nèi)的平均速度和10s末的加速度分別是（橢圓面積S=πab，其中a、b分別為橢圓半長軸和半短軸）（　　）

　

A．

2.15m/s m/s2

B．

2.15 m/s  m/s2

　

C．

5.49 m/s m/s2

D．

5.49 m/s  m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖1中，質(zhì)量為m1＝1kg的物塊疊放在質(zhì)量為m2＝3kg的木板右端。木板足夠長，放在光滑的水平地面上，木板與物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0．2。整個(gè)系統(tǒng)開始時(shí)靜止，重力加速度g＝10 m／s2。

（1）在木板右端施加水平向右的拉力F，為使木板和物塊發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，拉力F至少應(yīng)為多大?

（2）在0～4 s內(nèi)，若拉力F的變化如圖2所示，2s后木板進(jìn)入μ2＝0．25的粗糙水平面，在圖3中畫出0～4 s內(nèi)木板和物塊的v－t圖象，并求出0～4 s內(nèi)物塊相對

木板的位移大小和整個(gè)系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面），O為圓心。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子沿圖中直徑從圓上的A點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的D點(diǎn)離開該區(qū)域，已知圖中，現(xiàn)將磁場換為豎直向下的勻強(qiáng)電場，同一粒子以同樣速度沿直徑從A點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在D點(diǎn)離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)重力，試求：

（1）電場強(qiáng)度E的大小；

（2）經(jīng)磁場從A到D的時(shí)間與經(jīng)電場從A到D的時(shí)間之比。

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科目：高中物理 來源： 題型：


繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán)，

線圈與電源、開關(guān)相連，如圖4所示．線圈上端與電源正極相連，

閉合開關(guān)的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．下列說法中正確的是

A．若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)不斷升高

B．若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)停留在某一高度

C．若保持開關(guān)閉合，則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落

D．如果電源的正、負(fù)極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，MN是一條通過透明球體球心的直線，在真空中波長為=600nm的單色細(xì)光束AB平行于MN射向球體，B為入射點(diǎn)，若出射光線CD與MN的交點(diǎn)P到球心O的距離是球半徑的倍，且與MN

所成的夾角= 30°。求：

①透明體的折射率；

②此單色光在透明球體中的波長。

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科目：高中物理 來源： 題型：


 為了測量某行星的質(zhì)量和半徑，宇航員記錄了登陸艙在該行星表面做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，登陸艙在行星表面著陸后，用彈簧稱稱量一個(gè)質(zhì)量為m的砝碼讀數(shù)為N。已知引力常量為G。則下列計(jì)算中錯(cuò)誤的是：

A．該行星的質(zhì)量為    B．該行星的半徑為

C．該行星的密度為                       D．在該行星的第一宇宙速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：


某運(yùn)動(dòng)員（可看作質(zhì)點(diǎn)）參加跳臺跳水比賽，t=0是其向上起跳離開跳臺瞬間，其速度與時(shí)間關(guān)系圖象如圖所示，則（　�。�

A． t1時(shí)刻開始進(jìn)入水面

B． t2時(shí)刻開始進(jìn)入水面

C． t3時(shí)刻已浮出水面

D． 0～t2時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：


2014年5月10日天文愛好者迎來了“土星沖日”的美麗天象�！巴列菦_日”是指土星和太陽正好分處地球的兩側(cè)，三者幾乎成一條直線。該天象每378天發(fā)生一次，土星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的方向相同，公轉(zhuǎn)軌跡都近似為圓，地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期和半徑以及引力常量均已知，根據(jù)以上信息可求出

A．土星質(zhì)量

B．地球質(zhì)量

C．土星公轉(zhuǎn)周期

D．土星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)速度之比

 


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