【題目】如圖是翻滾過山車的模型，光滑的豎直圓軌道半徑R=2m，入口的平直軌道AC和出口的平直軌道CD均是粗糙的，質(zhì)量m=2kg的小車（可視為質(zhì)點）與水平軌道之間的動摩擦因數(shù)均為=0.5，加速階段AB的長度l=3m，小車從A點由靜止開始受到水平拉力F=60N的作用，在B點撤去拉力，（取g=10m/s2）不計空氣阻力。試問：

（1）小車恰好能通過圓軌道的最高點，則小車能沿著出口的平直軌道CD滑行多遠的距離？

（2）要使小車在圓軌道上運動過程中不脫離軌道，平直軌道BC段的長度范圍？

【答案】(1)10m (2)SBC 5m 或SBC 11m

【解析】

（1）要使小球通過最高點，則有：mg=m
解得：；
對CD過程由機械能守恒定律可得：mg2R=mvC2-mv2

解得：vc=10m/s；

對小球從C點到最后停止過程由動能定理可得：-μmgx=0-mvc2
解得：；
（2）要使小車不脫離軌道，有兩種可能；
一、小球能通過最高點，即到達C點的速度大于10m/s；
則對AC過程由動能定理可得：Fl-μmg（l+x1）=mvc2；
解得：x1=5m；
要使到通過最高點，x1應(yīng)小于5m；
二、小球無法通過最高點，但到達的高度為R時速度為零，小球同樣不會脫離軌道；
則對全程由動能定理可得：Fl-μmg（l+x2）-mgR=0
解得：x2=11m；
故要使不脫離軌道BC長度可以小于5m或大于11m；

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物塊，用長為L的細繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為θ角，此時繩中張力為零，物塊與轉(zhuǎn)臺間動摩擦因數(shù)為μ（μ<tan θ），最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，

則( )

A. 至繩中出現(xiàn)拉力時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為

B. 至繩中出現(xiàn)拉力時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為

C. 至轉(zhuǎn)臺對物塊支持力為零時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為

D. 設(shè)法使物體的角速度為時，物塊與轉(zhuǎn)臺間無相互作用力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)點由靜止開始按如圖所示的規(guī)律運動，下列說法正確的是（ ）

A. 質(zhì)點在2t0的時間內(nèi)始終沿正方向運動，且在2t0時距離出發(fā)點最遠

B. 質(zhì)點做往復運動，且在2t0時回到出發(fā)點

C. 質(zhì)點在時的速度最大，且最大的速度為

D. 質(zhì)點在2t0時的速度最大，且最大的速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】水平線上的O點放置一點電荷,圖中畫出電荷周圍對稱分布的幾條電場線,如右圖所示。以水平線上的某點O′為圓心，畫一個圓,與電場線分別相交于a、b、c、d、e，則下列說法正確的是（ ）

A. b、e兩點的電場強度相同

B. a點電勢低于c點電勢

C. b、c兩點間電勢差等于e、d兩點間電勢差

D. 電子沿圓周由d到b，電場力做正功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是.最低點是,直徑水平. 、是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷), 固定在點, 從點靜止釋放,沿半圓槽運動經(jīng)過點到達某點 (圖中未畫出)時速度為零,則小球 ( )

A. 從到的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小

B. 從到的過程中,速率先增大后減小

C. 從到的過程中,電勢能一直增加

D. 從到的過程中,動能減少量小于電勢能增加量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將平行板電容器接在電池組兩極間，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止狀態(tài)。若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，則(　　)

A. 電容器帶電荷量不變

B. 電源中將有電流從正極流出

C. 塵埃仍靜止

D. 電流計中將有電流，電流方向b→a

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器的兩極板A、B接在電池兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合S，電容器充電，這時懸線偏離豎直方向的夾角為θ，下列說法中正確的是(　　)

A. 保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大

B. 保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變

C. 斷開S，將A板向B板靠近，則θ增大

D. 斷開S，將A板向B板靠近，則θ不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置。他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

（1）該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=______mm

（2）實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是______；

（3）下列不必要的一項實驗要求是______．（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）

A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當大些

C．應(yīng)將氣墊導軌調(diào)節(jié)水平

D．應(yīng)使細線與氣墊導軌平行

（4）改變鉤碼質(zhì)量，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出______圖象。（選填“”，“”，“”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B為體積可忽略的帶電小球，QA＝2×10-8C，QB＝－2×10-8C，A、B相距3cm．在水平外電場作用下，A、B保持靜止，懸線都沿豎直方向．試求：

（1）外電場的場強大小和方向？（2）AB中點處總電場的場強大小和方向．

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