（10分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的半圓軌道與一斜面軌道平滑連接，A、B連線豎直．一質(zhì)量為m的小球自P點(diǎn)由靜止開始下滑，小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)對軌道的壓力大小為mg．已知P點(diǎn)與軌道最高點(diǎn)B的高度差為2R，求小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中克服摩擦力做了多少功？

解析試題分析：分析運(yùn)動(dòng)過程知，只有重力和摩擦力做功，
且：                （2分）
又小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為mg，可得：

              （3分）
整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程運(yùn)用動(dòng)能定理：  
                     （3分）


即，小球克服摩擦力做功為            （2分）
考點(diǎn)：圓周運(yùn)動(dòng)向心力，動(dòng)能定理，

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

一個(gè)學(xué)生用100N的力，將靜止在球場上質(zhì)量為1kg的球，以10m/s的速度踢出20m遠(yuǎn)，則該學(xué)生對球做的功為   

A．50JB．100JC．1000JD．2000J

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，某物體在一個(gè)與水平方向成θ角的恒力F的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)生的位移為s，在此過程中，恒力F對物體所做的功為_______，若地面光滑，物體動(dòng)能的變化量為________。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

滑板運(yùn)動(dòng)是極限運(yùn)動(dòng)的鼻祖，許多極限運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目均由滑板項(xiàng)目延伸而來。如圖是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道，BC和DE是兩段光滑圓弧形軌道，BC段的圓心為O點(diǎn)，圓心角為60º，半徑OC與水平軌道CD垂直，水平軌道CD段粗糙且長8m。一運(yùn)動(dòng)員從軌道上的A點(diǎn)以3m/s的速度水平滑出，在B點(diǎn)剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧軌道BC，經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道，到達(dá)E點(diǎn)時(shí)速度減為零，然后返回。已知運(yùn)動(dòng)員和滑板的總質(zhì)量為60kg，B、E兩點(diǎn)與水平面CD的豎直高度為h和H，且h=2m，H=2.8m，取。求：

（1）運(yùn)動(dòng)員從A運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；
（2）軌道CD段的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（3）通過計(jì)算說明，第一次返回時(shí)，運(yùn)動(dòng)員能否回到B點(diǎn)？如能，請求出回到B點(diǎn)時(shí)速度的大��；如不能，則最后停在何處？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

冬奧會(huì)單板滑雪U型池比賽，是運(yùn)動(dòng)員僅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判員根據(jù)運(yùn)動(dòng)員騰空的高度、完成動(dòng)作的難度和效果等因素評分，并要求運(yùn)動(dòng)員在滑動(dòng)的整個(gè)過程中，身體的任何部位均不能觸及滑道。單板滑雪U型池的比賽場地截面示意圖如圖所示，場地由兩個(gè)完全相同的1/4圓弧滑道AB、CD和水平滑道BC構(gòu)成，圓弧滑道的半徑R=3.5m，B、C分別為圓弧滑道的最低點(diǎn)，B、C間的距離s=8.0m，運(yùn)動(dòng)員在水平滑道以一定的速度沖向圓弧滑道CD，到達(dá)圓弧滑道的最高位置D后豎直向上騰空躍起，在空中做出翻身、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，然后再落回Ｄ點(diǎn)。假設(shè)某次比賽中運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過水平滑道B點(diǎn)時(shí)水平向右的速度v0=17m/s，運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)勻變速直線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間t＝0.5s，從D點(diǎn)躍起時(shí)的速度vD=8.0m/s。設(shè)運(yùn)動(dòng)員連同滑板的質(zhì)量m=50kg，忽略空氣阻力的影響，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）運(yùn)動(dòng)員從D點(diǎn)躍起后在空中完成動(dòng)作的時(shí)間；
（2）運(yùn)動(dòng)員從C點(diǎn)到D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中需要克服摩擦阻力所做的功；
（3）該單板滑雪運(yùn)動(dòng)員保持姿勢不變在水平滑道BC段滑動(dòng)的過程中是否可能增加其動(dòng)能呢？說明理由。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

圖為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個(gè)軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切。點(diǎn)A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面。一質(zhì)量為m的游客（視為質(zhì)點(diǎn)）可從軌道AB的任意位置滑下，不計(jì)空氣阻力。

（1）若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下，到B點(diǎn)時(shí)沿切線方向滑離軌道落在水面D點(diǎn)，OD=2R，求游客滑到的速度vB大小及運(yùn)動(dòng)過程軌道摩擦力對其所做的功Wf；
（2）若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點(diǎn)，有因?yàn)槭艿轿⑿_動(dòng)，繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點(diǎn)后滑離軌道，求P點(diǎn)離水面的高度h。（提示：在圓周運(yùn)動(dòng)過程中任一點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)所受的向心力與其速率的關(guān)系為）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分） 能的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的規(guī)律，如：電源給電容器的充電過程可以等效為將電荷逐個(gè)從原本電中性的兩極板中的一個(gè)極板移到另一個(gè)極板的過程. 在移動(dòng)過程中克服電場力做功，電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能．實(shí)驗(yàn)表明:電容器兩極間的電壓與電容器所帶電量如圖所示．
（1）對于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法．請你借鑒此方法，根據(jù)圖示的Q-U圖像，若電容器電容為C，兩極板間電壓為U，證明：電容器所儲(chǔ)存的電場能為．
（2）如圖所示，平行金屬框架豎直放置在絕緣地面上．框架上端接有一電容為C的電容器．框架上一質(zhì)量為m、長為L的金屬棒平行于地面放置，離地面的高度為h．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面相垂直．現(xiàn)將金屬棒由靜止開始釋放，金屬棒下滑過程中與框架接觸良好且無摩擦．開始時(shí)電容器不帶電，不計(jì)各處電阻．

求：a. 金屬棒落地時(shí)的速度大小    b. 金屬棒從靜止釋放到落到地面的時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

在物理學(xué)上，常利用測定帶電粒子的受力情況來確定復(fù)合場中場強(qiáng)的大小和方向。如圖所示，在立方體區(qū)域內(nèi)存在待測定的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，在其左側(cè)分別是加速電場和速度選擇器，用于獲取特定速度的帶電粒子。裝置中，燈絲A接入電源后發(fā)出電子，P為中央帶小圓孔的豎直金屬板，在燈絲A和金屬板P之間接入電源甲，使電子加速；在間距為d的水平正對金屬板C、D間接入電源乙，在板間形成勻強(qiáng)電場。C、D間同時(shí)存在垂直紙面向外、大小為 B0的勻強(qiáng)磁場（左右寬度與兩板相同）�，F(xiàn)將電源甲、乙的輸出電壓分別調(diào)到U1、U2，使電子沿直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入待測區(qū)域，如圖中虛線所示。電子質(zhì)量為m、電量為e，重力不計(jì)，從燈絲出來的電子初速不計(jì)，整個(gè)裝置置于真空室內(nèi)。

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將電源甲、乙接人裝置，以滿足題中要求；
（2）求電子從P板出來的速度v0及U1、U2。滿足的關(guān)系式；
（3）調(diào)節(jié)U1、U2使電子以不同的速度大小沿+X軸進(jìn)入待測區(qū)域，測得電子剛連入時(shí)受力大小均為F，由此，你能推測出待測區(qū)域中電場或磁場的什么信息？
（4）保持電子進(jìn)入待測區(qū)域的速度大小仍為V0，轉(zhuǎn)動(dòng)待測區(qū)域（轉(zhuǎn)動(dòng)中電場、磁場相對坐標(biāo)軸的方向不變），使電子沿Y軸或Z軸方向射入。測得電子剛射入時(shí)受力大小如下表所示，根據(jù)表中信息又能推測出待測區(qū)域中電場或磁場的什么信息？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放，滑到粗糙的水平臺(tái)上，滑行距離l后，以v =" 1" m/s的速度從邊緣O點(diǎn)水平拋出，擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的P點(diǎn)．以O(shè)為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程 （單位：m），小物塊質(zhì)量m =" 0.4" kg，坡面高度h =" 0.4" m，小物塊從坡面上滑下時(shí)克服摩擦力做功1 J，小物塊與平臺(tái)表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.1，g =" 10" m/s2．求

（1）小物塊在水平臺(tái)上滑行的距離l ；
（2）P點(diǎn)的坐標(biāo)．

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同步練習(xí)冊答案