(18分)某校興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置，其簡(jiǎn)化模型如圖所示，在A點(diǎn)用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以水平速度彈射出去，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R=0.1m的光滑豎直圓形軌道，運(yùn)行一周后自B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一陷阱，C、D兩點(diǎn)的豎直高度差h=0.2m，水平距離s=0.6m，水平軌道AB長為L1=0.5m，BC長為L2 =1.5m，小滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度g=10m/s2。

（1）若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大��；

（2）若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運(yùn)行一周離開圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出。求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小范圍。

（3）若小滑塊是與從光滑斜軌道E點(diǎn)靜止釋放的小球發(fā)生完全非彈性碰撞后，離開A點(diǎn)的（小球質(zhì)量與小滑塊的質(zhì)量相等，且均可視為質(zhì)點(diǎn)，斜軌道與水平地面平滑連接），求當(dāng)滿足（2）中游戲規(guī)則時(shí)，釋放點(diǎn)E與過A水平面的豎直高度H的大小范圍。

 

見試題分析

【解析】

試題分析：【解析】
小滑塊恰能通過圓軌道最高點(diǎn)的速度為v，由牛頓第二定律：

① （1分）

由B到最高點(diǎn)小滑塊機(jī)械能守恒得： ② （1分）

由A到B動(dòng)能定理： ③ （1分）

由以上三式解得A點(diǎn)的速度為： （1分）

（2）若小滑塊剛好停在C處，則A到C動(dòng)能定理： ④ （2分）

解得A點(diǎn)的速度為 （1分）

若小滑塊停在BC段，應(yīng)滿足 （1分）

若小滑塊能通過C點(diǎn)并恰好越過壕溝，利用平拋運(yùn)動(dòng)則有 ：

豎直方向： ⑤（1分）

水平方向： ⑥ （1分）

從A到C由動(dòng)能定理： ⑦ （2分）

解得： （1分）

所以初速度的范圍為： 和 （1分）

（3）以小球和小滑塊為系統(tǒng)，依據(jù)題意在A點(diǎn)完全非彈性碰撞前、后系統(tǒng)動(dòng)量守恒：

⑧（2分）

小球從E點(diǎn)到光滑斜面底端，由動(dòng)能定理： ⑨（1分）

結(jié)合（2）問的速度范圍可以求出H范圍是：1.8m≤H≤3.2m和H≥5m （1分）

考點(diǎn)： 牛頓第二定律 機(jī)械能守恒 動(dòng)能定理 平拋運(yùn)動(dòng) 動(dòng)量守恒

 

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學(xué)年廣東省肇慶市畢業(yè)班第二次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)）與原子序數(shù)有如右圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法，正確的是

A. 原子核d和e聚變成原子核f時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要吸收能量

B. 原子核a裂變成原子核b和c時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損，要放出能量

C. 已知原子核a裂變成原子核b和c時(shí)放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若增加γ射線強(qiáng)度，則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大

D. 在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年廣東省湛江市高三高考模擬測(cè)試（二）物理試卷（解析版） 題型：選擇題

一閉合矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖，由圖可知

A、該交流電電流的有效值是 5A

B、該交流電的頻率是 20Hz

C、t=0 時(shí)刻線圈平面位于中性面

D、該交流電電流的瞬時(shí)表達(dá)式為 i=5cos100πt(A)

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年廣東省汕頭市高三4月第二次模擬理綜物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

用電阻箱R、多用電表電流擋、開關(guān)和導(dǎo)線測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，如圖乙．

（i）若電阻箱電阻在幾十Ω以內(nèi)選取，R0=4.5Ω，則多用表選擇開關(guān)應(yīng)旋轉(zhuǎn)至直流電流的 （填“1mA”、“10mA”或“100mA”）擋（已知在該電流擋多用表的內(nèi)阻rg=3.0Ω）．

（ii）多次調(diào)節(jié)電阻箱，并從多用表上讀得相應(yīng)的電流值，獲取多組R和I的數(shù)據(jù)，作出了如圖丙所示的圖線．圖線橫軸截距的絕對(duì)值表示 ；由該圖線可得干電池的電動(dòng)勢(shì)E測(cè) = V（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

（iii）本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來源于 （填“測(cè)量誤差”或“電表內(nèi)阻”）．

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年廣東省汕頭市高三4月第二次模擬理綜物理試卷（解析版） 題型：選擇題

研制核武器的钚239（Pu）可由鈾239（U）經(jīng)過衰變而產(chǎn)生，下列敘述正確的是

A．钚239和鈾239是同位素

B．鈾239經(jīng)過一個(gè)半衰期時(shí)原子核的數(shù)量減少為原來的一半

C．鈾239經(jīng)過一次α衰變產(chǎn)生钚239

D．鈾239經(jīng)過二次β衰變產(chǎn)生钚239

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年廣東省揭陽市高三第二次模擬考試?yán)砭C物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖，在粗糙的絕緣水平面上，彼此靠近地放置兩個(gè)帶正電荷的小物塊（動(dòng)摩擦因數(shù)相同）。由靜止釋放后，向相反方向運(yùn)動(dòng)，最終都靜止。在小物塊的運(yùn)動(dòng)過程中，表述正確的是

A．物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力

B．物體之間的庫侖力都做正功，作用在質(zhì)量較小物體上的庫侖力做功多一些

C．因摩擦力始終做負(fù)功，故兩物塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能一直減少

D．整個(gè)過程中，物塊受到的庫侖力做的功等于電勢(shì)能的減少

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年廣東省揭陽市高三第二次模擬考試?yán)砭C物理試卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法正確的是

A．加速度變大，物體一定在做加速運(yùn)動(dòng)

B．加速度變小，物體一定在做減速運(yùn)動(dòng)

C．加速度是描述物體的速度變化的快慢程度

D．加速度大，物體的速度就大

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年廣東省佛山市順德區(qū)高三5月教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)理綜物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（1）（8分）如圖所示為“探究加速度與物體所受合外力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。圖中小車A的質(zhì)量為m1，連接在小車后的紙帶穿過電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B，它們均置于水平放置一端帶有定滑輪且足夠長的木板上，重物p的質(zhì)量為m2 ， C為測(cè)力傳感器，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變p的質(zhì)量，可以讀出測(cè)力器不同讀數(shù)F，不計(jì)繩與滑輪的摩擦。

①為了減小長木板對(duì)小車摩擦力的影響，必須先 （填“掛”或者“不掛”）重物p，在長木板遠(yuǎn)離滑輪的一端下面墊一塊木塊，反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，用手輕推小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列 的點(diǎn)。

②下列說法正確的是

A．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接4-6V低壓交流電源

B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車

C．實(shí)驗(yàn)中m2應(yīng)遠(yuǎn)小于m1

D．測(cè)力計(jì)的讀數(shù)始終為

③下圖為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出。從圖中讀出AB兩點(diǎn)間距s=__________cm；

④由此可求得小車的加速度的大小是 。（交流電的頻率為50Hz，結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

（2）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，要測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“3V 1.5W”的燈泡兩端的電壓和通過它的電流，現(xiàn)有如下器材：

A．直流電流表0～3A（內(nèi)阻約0.1Ω） B．直流電流表0～600mA（內(nèi)阻約0.5Ω）

C．直流電壓表0～3V（內(nèi)阻約3kΩ） D．直流電壓表0～15V（內(nèi)阻約200kΩ）

E．滑動(dòng)變阻器（10Ω，1A） F．滑動(dòng)變阻器（1kΩ，300mA）

①除電源、開關(guān)、導(dǎo)線外，為完成實(shí)驗(yàn)，需要從上述器材中選用 　 （填字母代號(hào)）。

②某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h連接的電路如圖左所示，電路中所有元器件都是完好的，且電壓表和電流表已調(diào)零。閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則可判斷斷路的導(dǎo)線是 �。ㄌ钭帜复�(hào)）。

③該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組數(shù)據(jù)并描點(diǎn)如圖所示，請(qǐng)?jiān)诟窦埳献鞒鲈摕襞莸姆蔡匦郧�。

④若小燈泡的電功率為P，則圖中的圖線可能正確的是 　　 。

 

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年山西省晉城市高三5月綜合試卷物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（19分）如圖所示，直線MN下方無磁場(chǎng)，上方空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界線是半徑為R的半圓，半圓外磁場(chǎng)方向相垂直于紙面向里，半圓內(nèi)磁場(chǎng)方向相垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電微粒從P點(diǎn)沿半徑方向向左側(cè)射出，不計(jì)微粒的重力。P、O、Q三點(diǎn)均在直線MN上。求：

（1）若帶電微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑，求帶電微粒從P到Q的時(shí)間

（2）若帶電微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑，求帶電微粒從P到Q的時(shí)間

 

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