（16分）在“極限”運(yùn)動(dòng)會(huì)中，有一個(gè)在鋼索橋上的比賽項(xiàng)目。如圖所示，總長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻粗鋼絲繩固定在等高的A、B處，鋼絲繩最低點(diǎn)與固定點(diǎn)A、B的高度差為H，動(dòng)滑輪起點(diǎn)在A處，并可沿鋼絲繩滑動(dòng)，鋼絲繩最低點(diǎn)距離水面也為H。若質(zhì)量為m的人抓住滑輪下方的掛鉤由A點(diǎn)靜止滑下，最遠(yuǎn)能到達(dá)右側(cè)C點(diǎn)，C、B間鋼絲繩相距為，高度差為。若參賽者在運(yùn)動(dòng)過程中始終處于豎直狀態(tài)，抓住滑輪的手與腳底之間的距離也為，滑輪與鋼絲繩間的摩擦力大小視為不變，且摩擦力所做功與滑過的路程成正比，不計(jì)參賽者在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力、滑輪（含掛鉤）的質(zhì)量和大小，不考慮鋼索橋的擺動(dòng)及形變。

（1）滑輪與鋼絲繩間的摩擦力是多大？
（2）若參賽者不依靠外界幫助要到達(dá)B點(diǎn)，則人在A點(diǎn)處抓住掛鉤時(shí)至少應(yīng)該具有多大的初動(dòng)能？
（3）比賽規(guī)定參賽者須在鋼絲繩最低點(diǎn)脫鉤并到達(dá)與鋼絲繩最低點(diǎn)水平相距為、寬度為，厚度不計(jì)的海綿墊子上。若參賽者由A點(diǎn)靜止滑下，會(huì)落在海綿墊子左側(cè)的水中。為了能落到海綿墊子上，參賽者在A點(diǎn)抓住掛鉤時(shí)應(yīng)具有初動(dòng)能的范圍？

⑴  ⑵ ⑶ ≤E≤

解析試題分析：（1）根據(jù)動(dòng)能定理，參賽者在A到C的過程中滿足mgh-Ff（L-L'）=0，將L′＝，h＝代入，可得滑輪與鋼絲繩間的摩擦力Ff＝ ①
（2）根據(jù)動(dòng)能定理，參賽者在A到B的過程中滿足-FfL=0-Ek0 將①式代入，
得Ek0＝ ②
（3）參賽者落到海綿墊的過程是平拋運(yùn)動(dòng)．設(shè)人脫離鋼索時(shí)的速度為v，運(yùn)動(dòng)的水平位移為s，則s="vt" ③，(H?h)＝gt2 ④ 
由題知，s=4a時(shí)，參賽者具有的最小速度為vmin＝ ⑤
s=5a時(shí)，參賽者具有的最大速度為vmax＝   ⑥
參賽者在A點(diǎn)抓住掛鉤的初動(dòng)能為Ek．由動(dòng)能定理，參賽者在A到鋼索最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中滿足 mgH?Ff＝mv2?Ek  ⑦
由此可得，參賽者在A點(diǎn)抓住掛鉤的最小和最大初動(dòng)能分別為Emin＝，
Emax＝  即初動(dòng)能范圍為≤E≤
考點(diǎn)：本題考查動(dòng)能定理的應(yīng)用。

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：計(jì)算題

（20分）如圖所示，光滑絕緣水平面的上方空間被豎直的分界面MN分隔成兩部分，左側(cè)空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，右側(cè)空間有長(zhǎng)為R＝0.114m的絕緣輕繩，繩的一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m小球B在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小vB＝10m/s（小球B在最低點(diǎn)時(shí)與地面接觸但無(wú)彈力）。在MN左側(cè)水平面上有一質(zhì)量也為m，帶電量為的小球A，某時(shí)刻在距MN平面L位置由靜止釋放，恰能與運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的B球發(fā)生正碰，并瞬間粘合成一個(gè)整體C。（取g＝10m/s2）

（1）如果L＝0.2m，求整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速率。（結(jié)果保留1位小數(shù)）
（2）在（1）條件下，整體C在最高點(diǎn)時(shí)受到細(xì)繩的拉力是小球B重力的多少倍？（結(jié)果取整數(shù)）
（3）若碰后瞬間在MN的右側(cè)空間立即加上一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，當(dāng)L滿足什么條件時(shí)，整體C可在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。（結(jié)果保留1位小數(shù)）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d = 40cm.電源電動(dòng)勢(shì)E = 24V,內(nèi)電阻r = 1Ω，電阻R = 15Ω.閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0 =" 4" m/s豎直向上射入板間.若小球帶電量為q = 1×10-2 C,質(zhì)量為m = 2×10-2 kg,不考慮空氣阻力.那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，小球恰能到達(dá)A板?此時(shí)，電源的輸出功率是多大？(取g ="10" m/s2)

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（8分）一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，處于如圖所示的水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。開始時(shí)，將細(xì)線與小球拉成水平，小球靜止在A點(diǎn)，釋放后小球由靜止開始向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角時(shí)，小球到達(dá)B點(diǎn)速度恰好為零。試求：

（1）A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大��；
（3）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖甲所示為某工廠將生產(chǎn)工件裝車的流水線原理示意圖。AB段是一光滑曲面，A距離水平段BC的高為H＝1.25m，水平段BC使用水平傳送帶裝置傳送工件，已知BC長(zhǎng)L＝3m，傳送帶與工件（可視為質(zhì)點(diǎn)）間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.4，皮帶輪的半徑為R＝0.1m，其上部距車廂底面的高度h＝0.45m。讓質(zhì)量m＝1kg的工件由靜止開始從A點(diǎn)下滑，經(jīng)過B點(diǎn)的拐角處無(wú)機(jī)械能損失。通過調(diào)整皮帶輪（不打滑）的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω可使工件經(jīng)C點(diǎn)拋出后落在固定車廂中的不同位置，取g＝10m/s2。求：

（1）當(dāng)皮帶輪靜止時(shí)，工件運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C時(shí)的速度為多大？
（2）皮帶輪以ω1＝20rad/s逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在工件運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？
（3）設(shè)工件在車廂底部的落點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離為s，在圖乙中定量畫出s隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的s－ω圖象。（規(guī)定皮帶輪順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)ω取正值，該問不需要寫出計(jì)算過程）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(19分)如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平臺(tái)左端固定一被壓縮的絕緣輕質(zhì)彈簧，一個(gè)質(zhì)量、電量的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球與彈簧接觸但不栓接。某一瞬間釋放彈簧彈出小球，小球從水平臺(tái)右端A點(diǎn)飛出，恰好能沒有碰撞地落到粗糙傾斜軌道的最高B點(diǎn)，并沿軌道滑下。已知AB的豎直高度，傾斜軌道與水平方向夾角為、傾斜軌道長(zhǎng)為，帶電小球與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)。傾斜軌道通過光滑水平軌道CD與光滑豎直圓軌道相連，在C點(diǎn)沒有能量損失，所有軌道都絕緣，運(yùn)動(dòng)過程小球的電量保持不變。只有過山車模型的豎直圓軌道處在范圍足夠大豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)。（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：

（1）被釋放前彈簧的彈性勢(shì)能？
（2）要使小球不離開軌道（水平軌道足夠長(zhǎng)），豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)該滿足什么條件？
（3）如果豎直圓弧軌道的半徑，小球進(jìn)入軌道后可以有多少次通過豎直圓軌道上距水平軌道高為0.01m的某一點(diǎn)P？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖裝置，AB段為傾角為37°的粗糙斜面，動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.25，BC、CE段光滑，CD為一光滑的圓形軌道，半徑R="0." 32m，物體在C點(diǎn)能順利進(jìn)出圓形軌道而不損失機(jī)械能。EF為一逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)的傳送帶，動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.2。現(xiàn)從AB面上距地面H處輕輕放上一質(zhì)量m=1kg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）。物塊經(jīng)過CD軌道后滑向傳送帶。取，sin370=0.6,cos370=0.8。

1、現(xiàn)將物體從H=2.7m處釋放，求①第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小，②第一次經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
2、若傳送帶的速度為v=5m/s。物體仍從H=2.7m處釋放，試計(jì)算說(shuō)明物體能否兩次通過最高點(diǎn)D？若能通過，請(qǐng)計(jì)算第二次通過最高點(diǎn)D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)物塊的壓力大小。
3、若傳送帶速度大小可在釋放物塊前預(yù)先調(diào)節(jié)。將物體從H=2.7m處釋放，從釋放到第二次進(jìn)入圓軌道過程的過程中，試分析物塊和各接觸面摩擦至少要產(chǎn)生多少熱量才能保證物體能夠兩次到達(dá)D點(diǎn)？
4、現(xiàn)將傳送帶速度調(diào)節(jié)至一足夠大速度值，將物體從AB某處釋放后，第10次進(jìn)入圓軌道時(shí)仍不脫離圓軌道，試分析釋放物塊的高度有何要求？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

一輕質(zhì)細(xì)繩一端系一質(zhì)量為m=0.05kg的小球A，另一端掛在光滑水平軸O 上，O到小球的距離為L(zhǎng)=0.1m，小球跟水平面接觸，但無(wú)相互作用，在球的兩側(cè)等距離處分別固定一個(gè)光滑的斜面和一個(gè)擋板，斜面與水平面平滑連接，如圖所示，水平距離s=2m．現(xiàn)有一小滑塊B，質(zhì)量也為m，從斜面上滑下，與小球碰撞時(shí)交換速度，與擋板碰撞不損失機(jī)械能，與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25．若不計(jì)空氣阻力，并將滑塊和小球都視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2，試問：

（1）若滑塊B從斜面某一高度h處滑下與小球第一次碰撞后，使小球恰好在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求此高度h；
（2）若滑塊B從h=5m處滑下，求滑塊B與小球A第一次碰后瞬間繩子對(duì)小球的拉力；
（3）若滑塊B從h="5m" 處下滑與小球A碰撞后，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求小球做完整圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù)n．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(18分）如圖所示，一個(gè)圓弧形光滑細(xì)圓管軌道ABC，放置在豎直平面內(nèi)．軌道半徑為R，在A點(diǎn)與水半地面AD相接，地面與圓心O等高，MN是放在水平地面上長(zhǎng)為3R，厚度不計(jì)的墊子，左端M正好位于A點(diǎn)將一個(gè)質(zhì)量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放，不考慮空氣阻力。

（1）若小球從C點(diǎn)射出后恰好能打到墊子的M端，則小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)管的作用力大小和方向如何？
（2）欲使小球能通過C點(diǎn)落到墊子上，小球離A點(diǎn)的高度H應(yīng)是多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案