【題目】如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R，一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)，要求物塊能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，且在最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過5mg（g為重力加速度），求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。

【答案】

【解析】試題分析：要求物塊相對(duì)于圓軌道底部的高度，必須求出物塊到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)的速度，在最高點(diǎn)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力和軌道對(duì)物體的壓力提供，當(dāng)壓力恰好為0時(shí)，h最小；當(dāng)壓力最大時(shí)，h最大．由機(jī)械能守恒定律和牛頓第二定律結(jié)合解答。

設(shè)物塊在圓形軌道最高點(diǎn)的速度為v，由機(jī)械能守恒得：

物塊在最高點(diǎn)受的力為重力mg，軌道的壓力,重力與壓力的合力提供向心力，有

物塊能通過最高點(diǎn)的條件是

由以上式得

聯(lián)立以上各式得

根據(jù)題目要求

由以上各式得

由此可得

所以h的取值范圍是

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，小球a從光滑曲面上的A點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)小球a運(yùn)動(dòng)到水平軌道上的C點(diǎn)時(shí)恰好與通過繃緊的細(xì)線懸掛的小球b發(fā)生正碰并粘在一起，已知小球a、b的質(zhì)量均為m，曲面高度和細(xì)線長(zhǎng)度均為h，細(xì)線能承受的最大拉力為2.5mg，C點(diǎn)到地面的高度也為h。

（1）求碰后瞬間兩球的共同速度大小。

（2）碰后細(xì)線是否會(huì)斷裂？若不斷裂求兩球上升的最大高度；若斷裂求落地點(diǎn)到C點(diǎn)的水平位移。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為2kg的小鐵球從某一高度由靜止釋放，經(jīng)3s到達(dá)地面，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。則（ ）

A. 2s末重力的瞬時(shí)功率為200W

B. 2s末重力的瞬時(shí)功率為400W

C. 2s內(nèi)重力的平均功率為200W

D. 2s內(nèi)重力的平均功率為400W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為探究小燈泡的電功率和電壓U2的關(guān)系，小明測(cè)量小燈泡的電壓和電流，利用得到電功率。實(shí)驗(yàn)所使用的小燈泡規(guī)格為“3.0V1. 8W”，電源為12V的電池，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10。

（1）準(zhǔn)備使用的實(shí)物電路如圖所示。請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的正確位置。（用筆畫線代替導(dǎo)線）

（2）現(xiàn)有10、20和50的定值電阻，電路中的電阻應(yīng)選_______的定值電阻。

（3）測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆除_______兩端的導(dǎo)線，再拆除其他導(dǎo)線，最后整理好器材。

（4）小明處理數(shù)據(jù)后將、描點(diǎn)在坐標(biāo)紙上，并作出了一條直線，是否正確?答: _____。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,兩塊平行金屬板M、N豎直放置,兩板間的電勢(shì)差U=1.5×103V,現(xiàn)將一質(zhì)量m=1×10-2kg、電荷量q=4×10-5C的帶電小球從兩板上方的A點(diǎn)以v0=4 m/s的初速度水平拋出(A點(diǎn)距兩板上端的高度h=20 cm),之后小球恰好從靠近M板上端處進(jìn)入兩板間,沿直線運(yùn)動(dòng)碰到N板上的B點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,求:

(1)B點(diǎn)到N板上端的距離l。

(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一個(gè)帶正電的金屬球殼（厚度不計(jì)），其截面圖如圖a所示， O為球心，球殼P處開有半徑遠(yuǎn)小于球半徑的小孔。以O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，過P點(diǎn)建立x坐標(biāo)軸，4點(diǎn)是坐標(biāo)軸上的一點(diǎn)，x軸上各點(diǎn)電勢(shì)如圖b所示。電子從O點(diǎn)以V0的初速度沿x軸方向射出，依次通過P、A兩點(diǎn)。則下列關(guān)于電子的描述正確的是

A. 在OP間電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. 在PA間電子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C. 在OP間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能均勻增加

D. 在PA間運(yùn)動(dòng)時(shí)電子的電勢(shì)能增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，中國(guó)三一重工的一臺(tái)62米長(zhǎng)的泵車，參與某次消防救火冷卻作業(yè)，對(duì)泵車在水平地面上以加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程，下列分析正確的是（ ）

A．泵車受到的重力和泵車對(duì)地面的壓力是一對(duì)平衡力

B．輪胎上凹凸不平的花紋是為了增加車對(duì)地面的壓力

C．開車時(shí)要求系安全帶是為了減小司機(jī)的慣性

D．若泵車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力增為原來的2倍時(shí)，泵車的加速度將大于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小紅一家自駕來東陽橫店旅游，在“諸永”高速公路上，轎車在平直的路面上勻速行駛，速度表如圖甲所示，她從車窗向外看，恰好看到交通標(biāo)志牌上的標(biāo)志（如圖乙所示）求：

（1）從標(biāo)志牌處到東陽還需多長(zhǎng)時(shí)間？

（2）若轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為5×104W，則轎車在該路段行駛中所做的功是多少？

（3）汽車在勻速行駛時(shí)所受的阻力是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑R＝0.9 m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1 m的水平面相切于B點(diǎn)，BC離地面高h(yuǎn)＝0.8 m，質(zhì)量m＝1.0 kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1(不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2)，求：

(1)小滑塊剛到達(dá)圓弧軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；

(2)小滑塊落地點(diǎn)距C點(diǎn)的距離。

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