(12分)如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道ABCD由水平軌道AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與圓弧CD在C點相切，軌道固定在水平面上。一個質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點）從軌道的A端以初動能E沖上水平軌道AB，沿著軌道運動，由DC弧滑下后停在水平軌道AB的中點。已知水平軌道AB長為L。求：

（1）小物塊與水平軌道的動摩擦因數(shù)。
（2）為了保證小物塊不從軌道的D端離開軌道，圓弧軌道的半徑R至少是多大？
（3）若圓弧軌道的半徑R取第（2）問計算出的最小值，增大小物塊的初動能，使得小物塊沖上軌道后可以達到最大高度是1.5R處，試求物塊的初動能并分析物塊能否停在水平軌道上。如果能，將停在何處？如果不能，將以多大速度離開水平軌道？

（1）（2）（3）距A點處

解析試題分析：（1）小物塊從沖上水平軌道AB到最終停在AB的中點，在這個過程中，
由動能定理得    
得
（2）若小物塊剛好到達D處，速度為零則小物塊不會從軌道的D端離開軌道，此過程根據(jù)動能定理有
解得CD圓弧半徑至少為
（3）設物塊以初動能E′沖上軌道，可以達到的最大高度是1.5R，由動能定理得
解得
物塊滑回C點時有動能定理
物塊滑回C點的動能為
由于，故物塊將停在軌道上。
設到A點的距離為x，有解得
即物塊最終停在水平滑道AB上，距A點處。
考點：動能定理

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，在傾角為37o的斜面上，一勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧一端固定在A點，自然狀態(tài)時另一端位于B點。斜面上方有一半徑R=0.2m、圓心角等于143°的豎直圓弧形光滑軌道與斜面相切于C處，圓弧軌道的最高點為D。斜面AB段光滑，BC段粗糙且長度為0.4m�，F(xiàn)將一質(zhì)量為1kg的小物塊從C點由靜止釋放，小物塊將彈簧壓縮了0.2m后速度減為零（不計小物塊到達B處與彈簧碰撞時的能量損失）。已知彈簧彈性勢能表達式Ek=kx2，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，重力加速度取g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8。（計算結果可保留根號）求：

⑴小物塊與斜面BC段間的動摩擦因數(shù)μ
⑵小物塊第一次返回BC面上時，沖到最遠點E，求BE長
⑶若用小物塊將彈簧壓縮，然后釋放，要使小物塊在CD段圓弧軌道上運動且不脫離圓弧軌道，則壓縮時壓縮量應滿足的條件

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如右圖所示，在場強E＝104 N/C的水平勻強電場中，有一根長＝15 cm的細線，一端固定在O點，另一端系一個質(zhì)量m＝3 g、電荷量q＝2×10－6 C的帶正電小球，當細線處于水平位置時，小球從靜止開始釋放，g取10 m/s2.求：


(1)小球到達最低點B的過程中重力勢能、電勢能分別變化了多少？
(2)若取A點電勢為零，小球在B點的電勢能、電勢分別為多大？
(3)小球到B點時速度為多大？繩子張力為多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（9分）如圖所示，光滑水平路面上，有一質(zhì)量為m1=5kg的無動力小車以勻速率v0=2m/s向前行駛，小車由輕繩與另一質(zhì)量為m2=25kg的車廂連結，車廂右端有一質(zhì)量為m3=20kg的物體（可視為質(zhì)點），物體與車廂的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，開始物體靜止在車廂上，繩子是松馳的．求：

①當小車、車廂、物體以共同速度運動時，物體相對車廂的位移（設物體不會從車廂上滑下）；
②從繩拉緊到小車、車廂、物體具有共同速度所需時間．（取g=10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，ABC為一固定的半圓形軌道，軌道半徑R=0.4m，A、C兩點在同一水平面上．現(xiàn)從A點正上方h=2m的地方以v0=4m/s的初速度豎直向下拋出一質(zhì)量m=2kg的小球（可視為質(zhì)點），小球剛好從A點進入半圓軌道．不計空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2 ．

（1）若軌道光滑，求小球下落到最低點B時的速度大�。�
（2）若軌道光滑，求小球相對C點上升的最大高度；
（3）實際發(fā)現(xiàn)小球從C點飛出后相對C點上升的最大高度為2.5m，求小球在半圓軌道上克服摩擦力所做的功．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）在距沙坑表面高h=8m處，以v0=22m/s的初速度豎直向上拋出一質(zhì)量m=0.5kg的物體，物體落到沙坑并陷入沙坑d=0.3m深處停下。若物體在空中運動時的平均阻力是重力的0.1倍（g=10m/s2）。求：

（1）物體上升到最高點時離開沙坑表面的高度H；
（2）物體在沙坑中受到的平均阻力F是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，質(zhì)量為m的小球懸掛在長為L的細線下端，將它拉至與豎直方向成θ=60°的位置后自由釋放．當小球擺至最低點時，恰好與水平面上原來靜止的、質(zhì)量為2m的木塊相碰，碰后小球速度反向且動能是碰前動能的．已知木塊與地面的動摩擦因素μ=，重力加速度取g．求：

（1）小球與木塊碰前瞬間所受拉力大小
（2）木塊在水平地面上滑行的距離

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（原創(chuàng)）據(jù)華龍網(wǎng)報道，2010年6月21日重慶236路公交車經(jīng)過沙坪壩區(qū)天馬路斜坡時，剎車突然失靈，該路段坡度超過30度，直沖下去將會撞到更多的車輛和路人，后果不堪設想。情急之下，駕駛員歐師傅讓車緊貼旁邊隔離墻行駛，在摩擦100多米隔離墻后，撞到一個建筑堆后車終于停了。幸運的是，車上20多名乘客都沒有受傷。
設事發(fā)時，公交車的總質(zhì)量為1.2×104kg，與隔離墻摩擦時的初速度為9m/s，事發(fā)路段的傾角為30度，車輛在與隔離墻摩擦100m后以1m/s的末速度與建筑堆相撞。重力加速度為g=10m/s2，求該公交車與隔離墻摩擦的過程中
（1）合外力對公交車做的功；
（2）公交車機械能的變化量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

在水平上豎直放置一輕質(zhì)彈簧，有一物體在它的正上方自由落下。壓縮彈簧速度減為零時：

A．物體的重力勢能最大 B．彈簧的彈性勢能最大
C．物體的動能最大　　 D．彈簧的彈性勢能最小

查看答案和解析>>

同步練習冊答案