如圖18所示，一條帶有圓軌道的長(zhǎng)軌道水平固定，圓軌道豎直，底端分別與兩側(cè)的直軌道相切，半徑R＝0.5m，物塊A以v0＝6m/s的速度滑入圓軌道，滑過(guò)最高點(diǎn)Q，再沿圓軌道滑出后，與直軌道上P處?kù)o止的物塊B碰撞，碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)，P點(diǎn)左側(cè)軌道光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段長(zhǎng)度都為L＝0.1m，物塊與各粗糙段間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ＝0.1，A、B的質(zhì)量均為m＝1kg(重力加速度g取10m/s2；A、B視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞時(shí)間極短)。

⑴求A滑過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小v和受到的彈力大小F；

⑵若碰后AB最終停止在第k個(gè)粗糙段上，求k的數(shù)值；

⑶求碰后AB滑至第n個(gè)(n＜k)光滑段上的速度vn與n的關(guān)系式。


【答案】⑴v＝4m/s，F＝22N；⑵k＝45；vn＝m/s(其中n＝1、2、3、…、44)

考點(diǎn)：動(dòng)能定理(機(jī)械能守恒定律)、牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度-位移式關(guān)系、向心力公式、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析物理問(wèn)題的能力。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


宇航員王亞平在“天宮1號(hào)”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國(guó)首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象。若飛船質(zhì)量為，距地面高度為，地球質(zhì)量為，半徑為，引力常量為，則飛船所在處的重力加速度大小為

A.0         B.      C.      D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


改進(jìn)后的“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體平衡條件”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，力傳感器、定滑輪固定在橫桿上，替代原裝置中的彈簧秤，已知力矩盤上各同心圓的間距均為5cm

（1）（多選題）做這樣改進(jìn)的有點(diǎn)是

A．力傳感器既可測(cè)拉力又可測(cè)壓力

B．力傳感器測(cè)力時(shí)不受主觀判斷影響，精確度高

C．能消除轉(zhuǎn)軸摩擦力引起的實(shí)驗(yàn)誤差

D．保證力傳感器所受拉力方向不變

（2）某同學(xué)用該裝置做實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)G點(diǎn)始終在最低處，他仍用該盤做實(shí)驗(yàn)。在對(duì)力傳感器進(jìn)行調(diào)零后，用力傳感器將力矩盤的G點(diǎn)拉到圖示位置，此時(shí)力傳感器讀數(shù)為3N。再對(duì)力傳感器進(jìn)行調(diào)零，然后懸掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此方法________（選填“能”、“不能”）消除力矩盤偏心引起的實(shí)驗(yàn)誤差，已知每個(gè)鉤碼所受重力為1N，力矩盤按圖示方式懸掛鉤碼后，力矩盤所受順時(shí)針方向的合力矩為_________Nm。力傳感器的讀數(shù)為_______N.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


11．如圖所示，金屬導(dǎo)軌MNC和PQD，MN與PQ平行且間距為L，所在平面與水平面夾角為α，N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導(dǎo)軌NC和QD在同一水平面內(nèi)，與NQ的夾角都為銳角θ。均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m，長(zhǎng)均為L，ab棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重合；ef棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ（μ較�。�，由導(dǎo)軌上的小立柱1和2阻擋而靜止�？臻g有方向豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）。兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計(jì)所有導(dǎo)軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，重力加速度為g。

                  

（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，給ab棒一個(gè)垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平導(dǎo)軌上沿運(yùn)動(dòng)方向滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過(guò)程ef棒上產(chǎn)生的熱量；

（2）在（1）問(wèn)過(guò)程中，ab棒滑行距離為d，求通過(guò)ab棒某橫截面的電量；

（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)，并在NQ位置時(shí)取走小立柱1和2，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及此磁場(chǎng)下ab棒運(yùn)動(dòng)的最大距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖7所示，三條繩子的一端都系在細(xì)直桿頂端，另一端都固定在水平面上，將桿豎直緊壓在地面上，若三條繩長(zhǎng)度不同，下列說(shuō)法正確的有

A．三條繩中的張力都相等                 B．桿對(duì)地面的壓力大于自身重力

C．繩子對(duì)桿的拉力在水平方向的合力為零   D．繩子拉力的合力與桿的重力是一對(duì)平衡力.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一個(gè)帶有圓弧的粗糙滑板A，總質(zhì)量為mA=3kg，其圓弧部分與水平部分相切于P，水平部分PQ長(zhǎng)為L=3.75m．開始時(shí)A靜止在光滑水平面上，有一質(zhì)量為mB=2kg的小木塊B從滑板A的右端以水平初速度v0=5m/s滑上A，小木塊B與滑板A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.15，小木塊B滑到滑板A的左端并沿著圓弧部分上滑一段弧長(zhǎng)后返回最終停止在滑板A上。

（1）求A、B相對(duì)靜止時(shí)的速度大�。�

（2）若B最終停在A的水平部分上的R點(diǎn)，P、R相距1m，求B在圓弧上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能；

（3）若圓弧部分光滑，且除v0不確定外其他條件不變，討論小木塊B在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否有可能在某段時(shí)間里相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)？如不可能，說(shuō)明理由；如可能，試求出B既能向右滑動(dòng)、又不滑離木板A的v0取值范圍。(取g＝10m/s2，結(jié)果可以保留根號(hào))

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


（1）如圖1，在光滑水平長(zhǎng)直軌道上，放著一個(gè)靜止的彈簧振子，它由一輕彈簧兩端各聯(lián)結(jié)一個(gè)小球構(gòu)成，兩小球質(zhì)量相等�，F(xiàn)突然給左端小球一個(gè)向右的速度μ0，求彈簧第一次恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)，每個(gè)小球的速度。

（2）如圖2，將N個(gè)這樣的振子放在該軌道上，最左邊的振子1被壓縮至彈簧為某一長(zhǎng)度后鎖定，靜止在適當(dāng)位置上，這時(shí)它的彈性勢(shì)能為E0。其余各振子間都有一定的距離，現(xiàn)解除對(duì)振子1的鎖定，任其自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它第一次恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)，剛好與振子2碰撞，此后，繼續(xù)發(fā)生一系列碰撞，每個(gè)振子被碰后剛好都是在彈簧第一次恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)與下一個(gè)振子相碰.求所有可能的碰撞都發(fā)生后，每個(gè)振子彈性勢(shì)能的最大值。已知本題中兩球發(fā)生碰撞時(shí)，速度交換，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)l＝8cm，兩板間距離d＝8cm，A板比B板電勢(shì)高300V，即UAB＝300V。一帶正電的粒子電量q＝10-10­C，質(zhì)量m＝10-20­kg，從R點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度v0＝2×106m/s，粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后，進(jìn)入固定在中心線上的O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域（設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響）。已知兩界面MN、PS相距為L＝12cm，粒子穿過(guò)界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏EF上。求（靜電力常數(shù)k＝9×109­N·m2/C2）

（1）粒子穿過(guò)界面PS時(shí)偏離中心線RO的距離多遠(yuǎn)？

（2）點(diǎn)電荷的電量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


圖中y軸AB兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為d和-d。在0<<y<<d的區(qū)域中，存在沿y軸向上的非均勻電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E的大小與y成正比，即E=ky；在y》d的區(qū)域中，存在沿y軸向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度F=kd(k屬未知量)。X軸下方空間各點(diǎn)電場(chǎng)分布與x軸上方空間中的分布對(duì)稱，只是場(chǎng)強(qiáng)的方向都沿y軸向下。現(xiàn)有一帶電量為q質(zhì)量為m的微粒甲正好在O、B兩點(diǎn)之問(wèn)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻將一帶電蕾為2q、質(zhì)量為m的微粒乙從y軸上的c點(diǎn)處由靜止釋放，乙運(yùn)動(dòng)到Ｏ點(diǎn)和甲相碰并結(jié)為一體(忽略兩微粒之間的庫(kù)侖力)。在以后的運(yùn)動(dòng)中，它們所能達(dá)到的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分別為A點(diǎn)和D點(diǎn)，且經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大值(重力加速度為g)。

  (1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)E；

  (2)求出AB間的電勢(shì)差UAB及OB間的電勢(shì)差UOB；

  (3)分別求出P、C、D三點(diǎn)到0點(diǎn)的距離。

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