（12分）如圖所示，半徑分別為R和r的甲、乙兩個(gè)光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，若小球在兩圓軌道的最高點(diǎn)對軌道的壓力都恰好為零，試求CD段的長度.

CD段的長度。

解析試題分析：設(shè)小球通過C點(diǎn)時(shí)的速度為，通過甲軌道最高點(diǎn)的速度為，
根據(jù)小球?qū)壍缐毫榱阌?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/3b/f/wmwne.png" style="vertical-align:middle;" />            ①（2分）
取軌道最低點(diǎn)所在水平面為參考平面，由機(jī)械能守恒定律有
 （2分）           ②
聯(lián)立①②式，可得 （2分）
同理可得小球通過D點(diǎn)時(shí)的速度，（2分）
設(shè)CD段的長度為，對小球通過CD段的過程，
由動(dòng)能定理有       （2分）
解得： （2分）
全程列式動(dòng)能定力也得分。
考點(diǎn)：圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用，動(dòng)能定理的應(yīng)用。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(12分) 如圖甲所示，場強(qiáng)大小為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場內(nèi)存在著一半徑為R的圓形區(qū)域，O點(diǎn)為該圓形區(qū)域的圓心，A點(diǎn)是圓形區(qū)域的最低點(diǎn)，B點(diǎn)是圓形區(qū)域最右側(cè)的點(diǎn)。在A點(diǎn)有放射源釋放出初速度大小不同、方向均垂直于場強(qiáng)向右的正電荷，電荷的質(zhì)量均為m，電量均為q，不計(jì)重力。試求：

（1）運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過B點(diǎn)的電荷在A點(diǎn)時(shí)的速度多大？
（2）若在圓形區(qū)域的邊緣有一圓弧形接收屏CBD，B點(diǎn)仍是圓形區(qū)域最右側(cè)的點(diǎn)，C、D分別為接收屏上最邊緣的兩點(diǎn)，如圖乙所示，∠COB=∠BOD=37°。求該屏上接收到的電荷的末動(dòng)能大小的范圍。( 提示：sin37°=0.6，cos37°=0.8。)

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

在電場方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出,其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示.小球運(yùn)動(dòng)的軌跡上A、B兩點(diǎn)在同一水平線上，M為軌跡的最高點(diǎn).小球拋出時(shí)的動(dòng)能為8.0J，在M點(diǎn)的動(dòng)能為6.0J，不計(jì)空氣的阻力.求：

（1）小球水平位移x1與x2的比值；
（2）小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB；
（3）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中最小動(dòng)能Ekmin.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(18分)如圖，質(zhì)量m=20kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），以初速度v0=10m/s滑上靜止在光滑軌道的質(zhì)量M=30kg、高h(yuǎn)=0.8m的小車的左端，當(dāng)車向右運(yùn)動(dòng)了距離d時(shí)（即A處）雙方達(dá)到共速�，F(xiàn)在Ａ處固定一高h(yuǎn)=0.8m、寬度不計(jì)的障礙物，當(dāng)車撞到障礙物時(shí)被粘住不動(dòng)，而貨物繼續(xù)在車上滑動(dòng)，到A處時(shí)即做平拋運(yùn)動(dòng)，恰好與傾角為53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑動(dòng)，已知貨物與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。
（g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：

(1)車與貨物共同速度的大小v1；
(2)貨物平拋時(shí)的水平速度v2；
(3)車的長度Ｌ與距離d．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，空間存在著強(qiáng)度E=方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，在電場內(nèi)一長為的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，一端拴著質(zhì)量m、電荷量q的小球.現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂.求：

（1）小球運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）細(xì)線能承受的最大拉力；

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

某游樂場中一種玩具車的運(yùn)動(dòng)情況可以簡化為如下模型：豎直平面內(nèi)有一水平軌道AB與1/4圓弧軌道BC相切于B點(diǎn)，如圖所示。質(zhì)量m=100kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從水平軌道上的 P 點(diǎn)在水平向右的恒力F的作用下由靜止出發(fā)沿軌道AC運(yùn)動(dòng)，恰好能到達(dá)軌道的末端C點(diǎn)。已知P點(diǎn)與B點(diǎn)相距L=6m，圓軌道BC的半徑R=3m，滑塊與水平軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，其它摩擦與空氣阻力均忽略不計(jì)。（g取10m/s2)求：

（1）恒力F的大�。�
（2）滑塊第一次滑回水平軌道時(shí)離B點(diǎn)的最大距離
（3）滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的總路程S．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點(diǎn)，在圓心處有一固定的正點(diǎn)電荷，B為AC的中點(diǎn)，C點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn)�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q、套在桿上的帶負(fù)電小球從A點(diǎn)由 靜止開始沿桿下滑。已知重力加速度為g，A點(diǎn)距過C點(diǎn)的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為。求：

（1）小球滑至C點(diǎn)時(shí)的速度的大��；
（2）A、B兩點(diǎn)的電勢差；
（3）若以C點(diǎn)作為零電勢點(diǎn)，試確定A點(diǎn)的電勢。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

為滿足不同列車間車廂進(jìn)行重新組合的需要，通常需要將相關(guān)的列車通過“駝峰”送入編組場后進(jìn)行重組（如圖所示），重組后的車廂同一組的分布在同一軌道上，但需要掛接在一起�，F(xiàn)有一列火車共有 n節(jié)車廂，需要在編好組的“駝峰”左側(cè)逐一撞接在一起。已知各車廂之間間隙均為s0，每節(jié)車廂的質(zhì)量都相等，現(xiàn)有質(zhì)量與車廂質(zhì)量相等、且沒有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)車經(jīng)過“駝峰”以速度v0向第一節(jié)車廂運(yùn)動(dòng)，碰撞后通過“詹天佑掛鉤”連接在一起，再共同去撞擊第二節(jié)車廂，直到 n 節(jié)全部掛好。不計(jì)車廂在掛接中所受到的阻力及碰撞過程所需的時(shí)間，求：

（1）這列火車的掛接結(jié)束時(shí)速度的大��；
（2）機(jī)車帶動(dòng)第一節(jié)車廂完成整個(gè)撞接過程所經(jīng)歷的時(shí)間。
（3）這列火車完成所有車廂掛接后，機(jī)車立即開啟動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，功率恒為P，在行駛中的阻力f恒定，經(jīng)歷時(shí)間t達(dá)到最大速度，求機(jī)車此過程的位移。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（20分）一個(gè)初速度為零的電子通過電壓為的電場加速后，從C點(diǎn)沿水平方向飛入電場強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場中，到達(dá)該電場中另一點(diǎn)D時(shí)，電子的速度方向與電場強(qiáng)度方向的夾角正好是120°，如圖所示。試求C、D兩點(diǎn)沿電場強(qiáng)度方向的距離y。

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同步練習(xí)冊答案