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【題目】如圖所示，光滑軌道ABCD由傾斜軌道AB和半圓軌道BCD組成。傾斜軌道AB與水平地面的夾角為θ，半圓軌道BCD的半徑為R，BD豎直且為直徑，B為最低點，O是BCD的圓心，C是與O等高的點。一個質量為m的小球在斜面上某位置由靜止開始釋放，小球恰好可以通過半圓軌道最高點D。小球由傾斜軌道轉到圓軌道上時不損失機械能。重力加速度為g。求：

（1）小球在D點時的速度大小

（2）小球開始下滑時與水平地面的豎直高度與半圓半徑R的比值。

（3）小球滑到斜軌道最低點B時（仍在斜軌道上），重力做功的瞬時功率

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：本題中，小球經歷了沿斜面向下的勻加速運動，還有平面內的圓周運動�？疾榱藢W生利用已知物理模型，靈活處理實際問題的能力。題目中小球運動過程中，滿足機械能守恒。

（1）小球恰好可以通過半圓軌道最高點D，則在最高點滿足：

故小球在D點的速度=

（2）設小球開始下滑時與水平地面的高度為h

則從開始下滑，一直到圓弧軌道最高點D，根據動能定理可知：

解得：

（3）設小球到達最低點B時的速度大小為，則滑到最低點B的過程中

滿足方程： 解得

所以在B點，小球重力的瞬時功率=

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）某同學利用游標卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度，測量結果

如圖(a)和(b)所示.該工件的直徑為________cm，高度為________mm.

（2）在“探究加速度和力、質量的關系”實驗中，采用如圖所示的裝置圖進行實驗：

①在實驗操作中，下列說法正確的是________（填序號）

A.實驗中，若要將砝碼（包括砝碼盤）的重力大小作為小車所受拉力F的大小應讓砝碼（包括砝碼盤）的質量遠大于小車質量

B.實驗時，應先放開小車，再接通打點計時器的電源

C.每改變一次小車的質量，都需要改變墊入的小木塊的厚度

D.先保持小車質量不變，研究加速度與力的關系；再保持小車受力不變，研究加速度與質量的關系，最后歸納出加速度與力、質量的關系

②下圖為研究“在外力一定的條件下，小車的加速度與其質量的關系”時所得的實驗圖象，

橫坐標m為小車上砝碼的質量。設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓第

二定律成立，則小車的質量為________。

③利用該裝置還可以完成的實驗有：________________________________________。

A.驗證動能定理

B.驗證小車砝碼和托盤組成的系統機械能守恒

C.只有木板光滑，才可以驗證動能定理

D.只有木板光滑，才可以驗證小車砝碼和托盤組成的系統機械能守恒定律

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，空間存在B＝0.5T方向豎直向下的勻強磁場。MN、PQ是相互平行的粗糙的長直導軌，處于同一水平面內，其間距L＝0.2m，電阻R＝0.4Ω；ab是垂直跨接在導軌上質量m＝0.1kg的導體棒，它與導軌間的動摩擦因數μ＝0.2。從t＝0時刻開始，通過一小型電動機對ab棒施加一個水平向左的牽引力F，使其從靜止開始沿導軌做加速運動，此過程中導體棒始終保持與導軌垂直且接觸良好。圖乙是導體棒的速度—時間圖象（其中OA是直線，AC是曲線，DE是AC曲線的漸近線）。小型電動機在12s末達到額定功率（設電動機的功率為它的輸出功率），此后功率保持不變。除R以外，其余部分的電阻均不計，g取10m/s2。求：

（1）導體棒在0~12s內的加速度大小；

（2）電動機的額定功率；

（3）若已知0~12s內電阻R上產生的熱量為12.5J，則此過程中牽引力做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（題文）用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發生偏轉。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發生偏轉，那么（ ）

A. a光的波長一定大于b光的波長

B. 增加b光的強度可能使電流計G的指針發生偏轉

C. 用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c

D. 只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】翼型降落傘有很好的飛行性能．它被看作飛機的機翼，跳傘運動員可方便地控制轉彎等動作．其原理是通過對降落傘的調節，使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響．已知：空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，F1=C1v2；空氣摩擦力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，F2=C2v2．其中C1、C2相互影響，可由運動員調節，C1、C2滿足如圖b所示的關系．試求：

（1）圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡．試對兩位置的運動員畫出受力示意圖并判斷，①、②兩軌跡中哪條是不可能的，并簡要說明理由；

（2）若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為α，試從力平衡的角度證明：tanα=；

（3）某運動員和裝備的總質量為70kg，勻速飛行的速度v與地平線的夾角α約37°（取tan37°=0.75），勻速飛行的速度v多大？（g取10m/s2，計算結果保留三位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平地面上有一個長L=1.5 m，高h=0.8 m的長方體木箱，其質量為M=1 kg，與地面間的動摩擦因數μ=0.3。在它的上表面的右端放有一質量為m=4 kg的小鐵塊，鐵塊與木箱間的摩擦不計。開始它們均靜止。現對木箱施加一水平向右的恒力F=27 N。（g=10 m/s2）求：

（1）經過多長時間鐵塊從木箱上滑落？

（2）鐵塊滑落前后木箱的加速度a1與a2大小之比；

（3）鐵塊著地時與木箱右端的水平距離s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直方向的磁感應強度為B的勻強磁場中，金屬框架ABCD固定在水平面內，AB與CD平行且足夠長， BC與CD夾角為θ(θ<90°)，光滑導體棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右勻速運動，框架中的BC部分與導體棒單位長度的電阻均為R，AB與CD的電阻不計，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸，經過C點瞬間作為計時起點，下列關于電路中電流大小I與時間t、消耗的電功率P與導體棒水平移動的距離x變化規律的圖象中正確的是(　　)

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質量為m2＝2kg的滑道靜止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半徑為R＝0.3m的四分之一圓弧，圓弧底部與滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一個輕彈簧。滑道CD部分粗糙，長為L＝0.2m，動摩擦因數μ＝0.10，其他部分均光滑。現讓質量為m1＝1kg的物塊(可視為質點)自A點由靜止釋放，取g＝10m/s2。求：

(1)物塊到達最低點時的速度大小；

(2)在整個運動過程中，彈簧具有的最大彈性勢能；

(3)物塊最終停止的位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學利用圖甲所示裝置來研究加速度與力的關系。他將光電門1和2分別固定在長木板的A，B兩處，換用不同的重物通過細線拉同一小車（小車質量約為200克），每次小車都從同一位置由靜止釋放。

（1）長木板右端墊一物塊，其作用是用來________________；

（2）用游標卡尺測得遮光條的寬度為 ______ cm；

（3）對于所掛重物的質量，以下取值有利于減小實驗誤差的是________（填選項）

A.1克 B.5克 C.10克 D.40克

（4）現用該裝置來探究功與速度變化的關系，關閉光電門2，測出多組重物的質量m和對應遮光條通過光電門1的時間t，通過描點作出線性圖象，應作出_____圖象（填選項）

A．t－m B．t2－m C． D．

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