【題目】如圖所示，是游樂(lè)場(chǎng)翻滾過(guò)山車(chē)示意圖，斜面軌道AC、彎曲、水平軌道CDE和半徑R的豎直圓形軌道平滑連接。質(zhì)量m的小車(chē)，從距水平面H高處的A點(diǎn)靜止釋放，通過(guò)最低點(diǎn)C后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)一周后進(jìn)入彎曲、水平軌道CDE。重力加速度g，不計(jì)摩擦力和阻力。求：

(1)若小車(chē)從A點(diǎn)靜止釋放到達(dá)圓形軌道最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小；

(2)小車(chē)在圓形軌道最高點(diǎn)B時(shí)軌道對(duì)小車(chē)的作用力；

(3)為使小車(chē)通過(guò)圓形軌道的B點(diǎn)，相對(duì)于C點(diǎn)的水平面小車(chē)下落高度h需要滿足的條件。

【答案】(1)；(2)；(3)大于等于2.5R

【解析】

(1)不計(jì)摩擦力和阻力，小車(chē)下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒

解得

(2)設(shè)小車(chē)在圓形軌道最高點(diǎn)B的速度為vB，軌道對(duì)小車(chē)的作用力為N，有

由機(jī)械能守恒可得

解得

(3)設(shè)小車(chē)在圓形軌道最高點(diǎn)B恰好不脫離軌道時(shí)的速度為v，則根據(jù)牛頓第二定律及機(jī)械能守恒定律可得

，

解得

h=2.5R

為使小車(chē)能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)B，相對(duì)于C點(diǎn)的水平面小車(chē)下落高度要大于等于2.5R。

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：

【題目】如圖所示,小球A及水平地面上緊密相挨的若干個(gè)小球的質(zhì)量均為m,水平地面的小球右邊有一固定的彈性擋板;B為帶有四分之一圓弧面的物體,質(zhì)量為km(其中k為整數(shù)),半徑為R,其軌道末端與水平地面相切�，F(xiàn)讓小球A從B的軌道正上方距地面高為h處?kù)o止釋放,經(jīng)B末端滑出,最后與水平面上的小球發(fā)生碰撞,其中小球之間、小球與擋板之間的碰撞均為彈性正碰,所有接觸面均光滑,重力加速度為g.求：

(1)小球第一次從B的軌道末端水平滑出時(shí)的速度大��；

(2)若小球A第一次返回恰好沒(méi)有沖出B的上端,則h與R的比值大小；

(3)若水平面上最右端的小球儀能與擋板發(fā)生兩次碰撞,則k的取值大小.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在海濱游樂(lè)場(chǎng)里有一種滑沙運(yùn)動(dòng)。某人坐在滑板上從斜坡滑道的高處A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下，滑到斜坡滑道底端B點(diǎn)后，沿水平滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來(lái)。若人和滑板的總質(zhì)量m＝60.0 kg， A、B兩點(diǎn)間的距離L1＝16.0m。滑板與斜坡滑道和水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，斜坡滑道的傾角θ＝37°。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2。斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力忽略不計(jì)。求：

(1)BC之間的距離L2；

(2)該人從A到C運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（10分）如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上側(cè)與大氣相通，下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l=10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h=3.0cm，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K打開(kāi)，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)的高度差為h1=10.0cm時(shí)，將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉，已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0cmHg。

（ⅰ）求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度；

（ⅱ）此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀達(dá)到同一高度，求注入水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，甲、乙為高和直徑相等的圓筒狀容器，在甲容器中頂面和底面間加上電壓U，沿圓筒軸線方向形成一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，在乙容器圓筒軸線處放一直導(dǎo)線，在導(dǎo)線與筒壁間所加的電壓也等于U，形成沿半徑方向的輻向電場(chǎng)，大量電量和質(zhì)量均相同的帶電微粒，在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)方向如圖所示。不計(jì)微粒重力，不考慮微粒間的相互作用，則在兩種容器中（ ）

A.甲容器中電場(chǎng)方向沿軸線豎直向下，乙容器中電場(chǎng)方向由軸線向外

B.微粒都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.微粒的電勢(shì)能都減小

D.甲容器中電場(chǎng)對(duì)單個(gè)微粒做功的最大值是乙容器的2倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意，由加速電場(chǎng)、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三部分組成。一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子從加速電場(chǎng)的正極板附近由靜止釋放，沿直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)速度選擇器后由P點(diǎn)垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后垂直打在位于A1A2間的照相底片上的P'點(diǎn)。已知PP'間的距離為L，速度選擇器中的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E，不計(jì)粒子重力。求：

(1)速度選擇器中的磁場(chǎng)B的方向和大��；

(2)加速電場(chǎng)的電壓U。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將兩個(gè)帶正電的檢驗(yàn)電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢(shì)線。取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)的過(guò)程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等，則（ ）

A. q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能

B. q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能

C. q1的電荷量小于q2的電荷量

D. q1的電荷量大于q2的電荷量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光電門(mén)傳感器的示意圖如圖甲所示，它的一邊是發(fā)射器，另一邊是接收器，當(dāng)光路被物體擋住時(shí)，它就開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)光路再次恢復(fù)時(shí)，它就停止計(jì)時(shí)，這樣就可以測(cè)出物體擋光的時(shí)間。某同學(xué)利用光電門(mén)傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小球下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，圖中A、B為固定在同一豎直線b的兩個(gè)光電門(mén)傳感器，兩傳感器之間的距離為h。實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓直徑為d的小球從A的正上方某一高度處由靜止釋放，小球依次從兩個(gè)光電門(mén)傳感器的發(fā)射器和接收器之間通過(guò)，測(cè)得擋光時(shí)間分別為 t1、t2、重力加速度大小為g。

(1)該實(shí)驗(yàn)____（填“需要”或“不需要”）測(cè)量小球的質(zhì)量m。

(2)若在誤差允許范圍內(nèi)滿足關(guān)系式_____（用題中相關(guān)物理量的符號(hào)表示），則說(shuō)明小球在A、B間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)存在著兩個(gè)方向豎直向上的相同帶狀勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)，電場(chǎng)區(qū)的高度和間隔均為d，水平方向足夠長(zhǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球以初速度v0在距離電場(chǎng)上方d處水平拋出，不計(jì)空氣阻力，則(　　)

A.小球在水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.小球在電場(chǎng)區(qū)可能做直線運(yùn)動(dòng)

C.若場(chǎng)強(qiáng)大小為，小球經(jīng)過(guò)兩電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間相等D.若場(chǎng)強(qiáng)大小為，小球經(jīng)過(guò)兩電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間相等

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