【題目】如圖所示，為一傳送裝置，其中AB段粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)μ =0.6，長為L = 0.2 m；BC段光滑，且始末端水平并具有h = 0.1 m的高度差；DEN是半徑為r = 0.4 m的光滑半圓形軌道，DN是其豎直直徑，C位于DN豎直線上，CD間的距離恰能讓小球自由通過�，F(xiàn)在左端豎直墻上固定一輕質(zhì)彈簧，將一個(gè)質(zhì)量m = 0.2kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）壓縮該彈簧至A點(diǎn)后靜止釋放（小球和彈簧不黏連），小球剛好能沿DEN軌道滑下。求：

（1）小球剛好能通過D點(diǎn)時(shí)速度的大小和壓縮的彈簧所具有的彈性勢(shì)能；

（2）小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度的大小及受到軌道的支持力的大小。

【答案】（1）2m/s，0.44J（2），12 N

【解析】試題分析：（1）小球恰好通過D點(diǎn)，由牛頓第二定律求出D點(diǎn)的速度。從A到C的過程中，由動(dòng)能定理求出彈簧具有的彈性勢(shì)能。（2）從D到N由機(jī)械能守恒定律求出到達(dá)N點(diǎn)的速度，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度的大小對(duì)軌道的壓力。

（1）小球剛好能沿DEN軌道滑下，則在半圓最高點(diǎn)D點(diǎn)

根據(jù)牛頓第二定律有：

解得：

彈簧推開小球的過程中，彈簧對(duì)小球所做的功W等于彈簧所具有的彈性勢(shì)能EP

根據(jù)動(dòng)能定理有：

解得：W=0.44J

即壓縮的彈簧所具有的彈性勢(shì)能為

（2）從D點(diǎn)到N點(diǎn)，由機(jī)械能守恒有：

解得：

在N點(diǎn)由牛頓第二定律有 ：

解得：N= 12 N

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩條相互平行且相距為d的光滑固定金屬導(dǎo)軌和，兩導(dǎo)軌間用阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌的傾角均為，導(dǎo)軌在同一水平面上， ，傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌用相切的小段光滑圓弧連接。質(zhì)量為m的金屬桿CD從與處時(shí)的速度恰好達(dá)到最大，然后沿水平導(dǎo)軌滑動(dòng)一段距離后停下。桿CD始終垂直導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持良好接觸，空氣阻力、導(dǎo)軌和桿CD的電阻均不計(jì)，重力加速度大小為g，求：

（1）桿CD到達(dá)處的速度大小；

（2）桿CD沿傾斜導(dǎo)軌下滑的過程通過電阻R的電荷量q1以及全過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（3）桿CD沿傾斜導(dǎo)軌下滑的時(shí)間及其停止處到的距離s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5 m，電阻不計(jì)，左端通過導(dǎo)線與阻值R＝2 Ω的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值RL＝4 Ω的小燈泡L連接。在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長 l＝2 m，有一阻值r＝2 Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處(恰好不在磁場(chǎng)中)。CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示。在t＝0至t＝4 s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t＝4 s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)。已知從t＝0開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化。求：

(1)通過小燈泡的電流；

(2)金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)上運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球的質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間的夾角為θ，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們間摩擦及空氣阻力不計(jì)，則（ ）

A. 運(yùn)動(dòng)員的加速度為gtanθ

B. 球拍對(duì)球的作用力為

C. 運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為

D. 若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示直角坐標(biāo)系xoy，P（a，-b）為第四象限內(nèi)的一點(diǎn)，一質(zhì)量為m、電量為q的負(fù)電荷（電荷重力不計(jì)）從原點(diǎn)O以初速度v0沿y軸正方向射入。第一次在整個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該電荷恰好能通過P點(diǎn)；第二次保持y>0區(qū)域磁場(chǎng)不變，而將y<0區(qū)域磁場(chǎng)改為沿x方向勻強(qiáng)電場(chǎng)，該電荷仍通過P點(diǎn)，

A. 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B. 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

C. 電荷從O運(yùn)動(dòng)到P，第二次所用時(shí)間一定短些

D. 電荷通過P點(diǎn)時(shí)的速度，第二次與x軸負(fù)方向的夾角一定小些

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，鋼鐵構(gòu)件A、B疊放在卡車的水平底板上，卡車底板和B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1， A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，μ1>μ2，卡車剎車的最大加速度為a，a> μ1g，可以認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等．卡車沿平直公路行駛途中遇到緊急情況時(shí)，要求其剎車后在s0距離內(nèi)能安全停下，則卡車行駛的速度不能超過

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(zhì)量為m、電阻為R的單匝矩形線框置于光滑水平面上，線框邊長ab=L、ad=2L．虛線MN過ad、bc邊中點(diǎn)．一根能承受最大拉力F0的細(xì)線沿水平方向拴住ab邊中點(diǎn)O．從某時(shí)刻起，在MN右側(cè)加一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按B=kt的規(guī)律均勻變化.一段時(shí)間后，細(xì)線被拉斷，線框向左運(yùn)動(dòng)，ab邊穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為v. 求：

（1）細(xì)線斷裂前線框中的電功率P；

（2）細(xì)線斷裂后瞬間線框的加速度大小a及線框離開磁場(chǎng)的過程中安培力所做的功W；

（3）線框穿出磁場(chǎng)過程中通過導(dǎo)線截面的電量 q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，固定在墻角處的木板與水平面的夾角為，木板上開有小孔，一根長為l、質(zhì)量為m的軟繩置于木板上，其上端剛好位于小孔處，用細(xì)線將質(zhì)量為m的物塊與軟繩的上端連接。物塊由靜止釋放后，帶動(dòng)軟繩運(yùn)動(dòng)，不計(jì)所有摩擦。當(dāng)軟繩剛好全部離開木板時(shí)(此時(shí)物塊未到達(dá)地面)，物塊的速度大小為(已知sin 37°=0.6，重力加速度大小為g,軟繩質(zhì)量分布均勻)( )

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】渦流制動(dòng)是一種利用電磁感應(yīng)原理工作的新型制動(dòng)方式，它的基本原理如圖甲所示，水平面上固定一塊鋁板，當(dāng)一豎直方向的條形磁鐵在鋁板上方幾毫米高度上水平經(jīng)過時(shí)，鋁板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會(huì)對(duì)磁鐵的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，渦流制動(dòng)是磁懸浮列車在高速運(yùn)行時(shí)進(jìn)行制動(dòng)的一種方式。某研究所制成如圖乙所示的車和軌道模型來定量模擬磁懸浮列車的渦流制動(dòng)過程，車廂下端安裝有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為=0．6m，寬=0．2m的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度可隨車速的減小而自動(dòng)增大（由車內(nèi)速度傳感器控制），但最大不超過=2T，將鋁板簡(jiǎn)化為長大于，寬也為的單匝矩形線圈，間隔鋪設(shè)在軌道正中央，其間隔也為，每個(gè)線圈的電阻為=0．1Ω，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)，在某次實(shí)驗(yàn)中，模型車速度為v=20m/s時(shí)，啟動(dòng)電磁鐵系統(tǒng)開始制動(dòng)，車立即以加速度=2做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到時(shí)就保持不變，知道模型車停止運(yùn)動(dòng)，已知模型車的總質(zhì)量為=36kg，空氣阻力不計(jì)，不考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及線圈激發(fā)的磁場(chǎng)對(duì)電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響

（1）電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)，模型車的速度為多大？

（2）模型車的制動(dòng)距離為多大？

（3）為了節(jié)約能源，將電磁鐵換成若干個(gè)并在一起的永磁鐵組，兩個(gè)相鄰的磁鐵磁極的極性相反，且將線圈改為連續(xù)鋪放，如圖丙所示，已知模型車質(zhì)量減為=20kg，永磁鐵激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為=0．1T，每個(gè)線圈匝數(shù)為N=10，電阻為=1Ω，相鄰線圈緊密接觸但彼此絕緣，模型車仍以v=20m/s的初速度開始減速，為保證制動(dòng)距離不大于80cm，至少安裝幾個(gè)永磁鐵？

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