【題目】如圖所示，在水平軌道右側(cè)安放半徑為R＝0.2 m的豎直圓形光滑軌道，水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料，調(diào)節(jié)其初始長度為L＝1 m，水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態(tài)．質(zhì)量為m＝1 kg的小物塊A（可視為質(zhì)點）從軌道右側(cè)以初速度v0＝2 m/s沖上軌道，通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧并被彈簧以原速率彈回，經(jīng)水平軌道返回圓形軌道．物塊A與PQ段間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，軌道其他部分摩擦不計，重力加速度g＝10 m/s2．求：

（1）物塊A與彈簧剛接觸時的速度大小v1；

（2）物塊A被彈簧以原速率彈回返回到圓形軌道的高度h1；

（3）調(diào)節(jié)PQ段的長度L，A仍以v0從軌道右側(cè)沖上軌道，當L滿足什么條件時，物塊A能第一次返回圓形軌道且能沿軌道運動而不脫離軌道．

【答案】（1）2m/s；（2）0.2m；（3） 或

【解析】（1）設(shè)物塊A與彈簧剛接觸時的速度大小為，由動能定理，可得

解得

（2）物塊A被彈簧以原速率彈回返回到圓形軌道的高度為h1，由動能定理得

解得，符合實際．

（3）①若A沿軌道上滑至最大高度時，速度減為0，則滿足

由動能定理得

聯(lián)立得

②若A能沿軌道上滑至最高點，則滿足

根據(jù)動能定理可得

聯(lián)立解得

綜上所述，要使物塊A能第一次返回圓形軌道并沿軌道運動而不脫離軌道，L滿足的條件是或

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】【物理選修3—4】

（1）如圖甲所示，是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t = 0時刻的波形圖，P是離原點x1 = 2 m的一個介質(zhì)質(zhì)點，Q是離原點x2 = 4 m的一個介質(zhì)質(zhì)點，此時離原點x3 = 6 m的介質(zhì)質(zhì)點剛剛要開始振動．圖乙是該簡諧波傳播方向上的某一質(zhì)點的振動圖像（計時起點相同）．由此可知_____

A．這列波的波長為λ = 4 m

B．這列波的周期為T = 3 s

C．這列波的傳播速度為v = 2 m/s

D．這列波的波源起振方向為向下

E．乙圖可能是圖甲中質(zhì)點P的振動圖像

（2）如圖所示，AOB是由某種透明物質(zhì)制成的四分之一圓柱體的橫截面（O為圓心）。今有一束平行光以45°的入射角射向柱體的OA平面，這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出。凡射到OB面的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射，已知從O點射向透明物質(zhì)的光線恰好從AB圓弧面上距離B點三分之一處射出，求：

（1）透明物質(zhì)的折射率

（2）AB面上能射出光線的部分占AB表面的幾分之幾？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′按如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=90 Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。 在t＝0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化。（取π＝3.14） 求：

（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值；

（2）從t＝0時刻開始計時，線圈轉(zhuǎn)過600時線圈中感應(yīng)電流瞬時值及回路中的電流方向；

（3）電路中交流電壓表的示數(shù)；

（4）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°過程中，通過線圈的電量和整個回路的焦耳熱。

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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＜tanθ），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2μmgLsinθ

B. 至繩中出現(xiàn)拉力時，轉(zhuǎn)臺對物塊做的功為μmgLsinθ

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】在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中（裝置如圖）：

（1）實驗所需器材有打點計時器（帶導線）、復寫紙、紙帶、砝碼、帶有定滑輪的長木板、小車、細線，此外還需要哪兩個器材________。

（2）實驗開始時，先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，這樣做的目的是下列的哪個_________ 。

A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動

B.可使打點計時器在紙帶上打出的點清晰

C.可以保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動

D.可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于物體的運動，下面說法不可能的是（ ）

A. 加速度在減小，速度在增大

B. 加速度方向始終改變而速度不變

C. 加速度和速度大小都在變化，加速度最大時速度最小，速度最大時加速度最小

D. 加速度方向不變而速度方向變化

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由兩種不同材料拼接成的直軌道ABC，B為兩種材料的分界線，長度AB>BC。先將ABC按圖1方式搭建成傾角為θ的斜面，讓一小物塊（可看做質(zhì)點）從斜面頂端由靜止釋放，經(jīng)時間t小物塊滑過B點；然后將ABC按圖2方式搭建成傾角為θ的斜面，同樣將小物塊從斜面頂端由靜止釋放，小物塊經(jīng)相同時間t滑過B點。則小物塊

A. 與AB段的動摩擦因數(shù)比與BC段的動摩擦因數(shù)大

B. 兩次滑到B點的速率相同

C. 兩次從頂端滑到底端所用的時間相同

D. 兩次從頂端滑到底端的過程中摩擦力做功相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運行的三顆人造衛(wèi)星，下列說法中正確的是（　�。�

A. b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度

B. b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度

C. b、c運行的周期相同，且小于a的運動周期

D. b、c的角速度相等，且大于a的角速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一對足夠長平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距為L，左側(cè)接兩個阻值為R、額定功率為P的相同燈泡甲和乙，其中乙燈泡處于斷開狀態(tài)．有一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒靜止且兩軌道垂直地放在軌道上，軌道的電阻忽略不計．整個裝置處于垂直軌道平面豎直向下的勻強磁場中．現(xiàn)用一恒定的外力沿軌道方向拉金屬棒，最終甲燈泡剛好正常發(fā)光，請回答如下問題：

（1）最終金屬棒運動的速度是多少？

（2）在甲燈泡正常發(fā)光后，閉合開關(guān)K，則在閉合K的瞬間金屬棒的加速度是什么？

（3）在甲燈泡正常發(fā)光后，閉合開關(guān)K，再經(jīng)過足夠長的時間，燈泡甲的電功率為多大？

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