【題目】如圖是某自動加熱裝置的設(shè)計(jì)圖，將被加熱物體在地面小平臺上以一定的初速經(jīng)過位于豎直面內(nèi)的兩個(gè)四分之一圓弧銜接而成的軌道，從最高點(diǎn)P飛出進(jìn)入加熱鍋內(nèi)，利用來回運(yùn)動使其均勻受熱．我們用質(zhì)量為m的小滑塊代替被加熱物體，借這套裝置來研究一些物理問題．設(shè)大小兩個(gè)四分之一圓弧的半徑分別為2R和R，小平臺和圓弧均光滑．將過鍋底的縱截面看作是兩個(gè)斜面AB、CD和一段光滑圓弧BC組成，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，且不隨溫度變化．兩斜面傾角均為θ=37°，AB=CD=2R，A、D等高，D端固定一小擋板，鍋底位于圓弧形軌道所在的豎直平面內(nèi)，碰撞不損失機(jī)械能．滑塊始終在同一個(gè)豎直平面內(nèi)運(yùn)動，重力加速度為g．

（1）如果滑塊恰好能經(jīng)P點(diǎn)飛出，為了使滑塊恰好沿AB斜面進(jìn)入鍋內(nèi)，應(yīng)調(diào)節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點(diǎn)離地高為多少；

（2）接（1）問，求滑塊在鍋內(nèi)斜面上通過的總路程；

（3）對滑塊的不同初速度，求其通過最高點(diǎn)P和小圓弧最低點(diǎn)Q時(shí)受壓力之差的最小值．

【答案】（1）；（2）R；（3）9mg．

【解析】試題分析：（1）在P點(diǎn)，解得．

到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度方向要沿著AB，

所以AD離地高度為．

（2）進(jìn)入A點(diǎn)滑塊的速度為，

假設(shè)經(jīng)過一個(gè)來回能夠回到A點(diǎn)，設(shè)回來時(shí)動能為Ek，，

所以滑塊不會滑到A而飛出．

根據(jù)動能定理得，

代入數(shù)據(jù)解得，1．2mgR﹣0．2mgs=

解得滑塊在鍋內(nèi)斜面上走過得總路程．

（3）設(shè)初速度、最高點(diǎn)速度分別為v1、v2，

由牛二定律，在Q點(diǎn)，，解得

在P點(diǎn)，．解得

所以．

由機(jī)械能守恒得，

得為定值．

代入v2的最小值，得壓力差的最小值為9mg．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為賽車場的一個(gè)水平“U”形彎道，轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點(diǎn)的半圓，內(nèi)外半徑分別為r和2r。一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達(dá)線，有如圖所示的①②③三條路線，其中路線③是以為圓心的半圓，。賽車沿圓弧路線行駛時(shí)，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力均為。選擇路線，賽車以不打滑的最大速率通過彎道（所選路線內(nèi)賽車速率不變，發(fā)動機(jī)功率足夠大），則：

A．賽車經(jīng)過路線②③時(shí)的位移相等

B．選擇路線②，賽車的速率最小

C．選擇路線③，賽車所用時(shí)間最短

D．①②③三條路線的圓弧上，賽車的向心加速度大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小車上有一個(gè)定滑輪，跨過定滑輪的繩一端系一重球，另一端系在彈簧測力計(jì)上，彈簧測力計(jì)下端固定在小車上．開始時(shí)小車處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)小車沿水平方向運(yùn)動時(shí)，小球恰能穩(wěn)定在圖中虛線位置，下列說法中正確的是(　　)

A. 小球處于超重狀態(tài)，小車對地面壓力大于系統(tǒng)總重力

B. 小球處于失重狀態(tài)，小車對地面壓力小于系統(tǒng)總重力

C. 彈簧測力計(jì)讀數(shù)大于小球重力，但小球既不超重也不失重

D. 彈簧測力計(jì)讀數(shù)大于小球重力，小車一定向右勻加速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用量程為1mA、內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖（a）所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表．圖中R1和R2為定值電阻，S為開關(guān)．回答下列問題：

（1）開關(guān)S閉合時(shí)，多用電表用于測量______ （填“電流”、“電壓”或“電阻”）；開關(guān)S斷開時(shí)，多用電表用于測量______ （填“電流”、“電壓”或“電阻”）．

（2）表筆A應(yīng)為______色（填“紅”或“黑”）．

（3）定值電阻的阻值R1=______Ω，R2=______Ω．（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B是兩塊豎直放置的平行金屬板，相距為2l，分別帶有等量的負(fù)、正電荷，在兩板間形成電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場，A板上有一小孔（它的存在對兩極板間的勻強(qiáng)電場分布的影響可忽略不計(jì)）�？椎南卵赜覀�(cè)有一條與板垂直的水平光滑絕緣軌道，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量q（q>0）的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），在外力作用下靜止在軌道的中點(diǎn)P處，孔的下沿左側(cè)也有一與板垂直的水平光滑絕緣軌道，軌道上距A板l處有一固定擋板，長為l的輕彈簧左端固定在擋板上，右端固定一塊輕小的絕緣材料制成的薄板Q，撤去外力釋放帶電小球，它將在電場力作用下由靜止開始向左運(yùn)動，穿過小孔（不與金屬板A接觸）后與薄板Q一起壓縮彈簧，由于薄板Q及彈簧的質(zhì)量都可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為小球與Q接觸過程中，不損失機(jī)械能，小球從接觸Q開始，經(jīng)歷時(shí)間，第一次把彈簧壓縮至最短，然后又被彈簧彈回，由于薄板Q的絕緣性能有所欠缺，使得小球每次離開彈簧的瞬間，小球的電荷量都損失一部分，而變成該次剛與彈簧接觸時(shí)小球電荷量的（k大于1）

（1）求小球第一次接觸Q時(shí)的速度大小；

（2）假設(shè)小球被第n次彈回后向右運(yùn)動的最遠(yuǎn)處沒有到B板，試導(dǎo)出小球從第n次接觸Q到本次向右運(yùn)動至最遠(yuǎn)處的時(shí)間的表達(dá)式；

（3）假設(shè)小球經(jīng)若干次彈回后向右運(yùn)動的最遠(yuǎn)點(diǎn)恰好能到達(dá)B板，求小球從開始釋放至剛好到達(dá)B點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲，Q1、Q2為兩個(gè)固定著的點(diǎn)電荷，a、b是它們連線的延長線上的兩點(diǎn)�，F(xiàn)有一點(diǎn)電荷，只在電場力作用下，以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動，其υ-t圖像如圖乙，電荷經(jīng)過a、b兩點(diǎn)的速度分別為υa、υb，則（ ）

A. Q1一定帶正電 B. Q1的電量一定小于Q2的電量

C. b點(diǎn)的電場強(qiáng)度一定為0 D. 電子的電勢能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體在直角坐標(biāo)系xOy所在的平面內(nèi)由O點(diǎn)開始運(yùn)動，其沿坐標(biāo)軸方向的兩個(gè)分速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示則對該物體運(yùn)動過程的描述正確的是()

A. 物體在0～3s做直線運(yùn)動

B. 物體在3～4s做直線運(yùn)動

C. 物體在3～4s做曲線運(yùn)動

D. 物體在0～3s做變加速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合的開關(guān)S分別與電源兩極相連，兩極中央各有一個(gè)小孔a和b，在a孔正上方某處放一帶電質(zhì)點(diǎn)由靜止開始下落，若不計(jì)空氣阻力，該質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔時(shí)速度恰為零，然后返回．現(xiàn)要使帶電質(zhì)點(diǎn)能穿過b孔，則可行的方法是 (　　 )

A. 保持S閉合，將A板適當(dāng)上移

B. 保持S閉合，將B板適當(dāng)下移

C. 先斷開S，再將A板適當(dāng)上移

D. 先斷開S，再將B板適當(dāng)下移

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在豎直平面內(nèi)有一個(gè)粗糙的圓弧軌道，其半徑R=0.4m，軌道的最低點(diǎn)距地面高度h=0.8m．一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)以一定的水平速度離開軌道，落地點(diǎn)距軌道最低點(diǎn)的水平距離x=0.8m．空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2，求：

（1）小滑塊離開軌道時(shí)的速度大��；

（2）小滑塊運(yùn)動到軌道最低點(diǎn)時(shí)，對軌道的壓力大小；

（3）小滑塊在軌道上運(yùn)動的過程中，克服摩擦力所做的功．

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