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    (10分)如图10所示，半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧边缘C处有一小定滑轮，绳子不可伸长，不计一切摩擦，开始时，m1、m2两球静止，且m1＞m2，试求：

    (1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度．
    (2)为使m1能到达A点，m1与m2之间必须满足什么关系．
    (3)若A点离地高度为2R，m1滑到A点时绳子突然断开，则m1落地点离A点的水平距离是多少？

    (1)   ，(2)  ，(3)

    解析试题分析：(1)设滑至A点时的速度为，此时m2的速度为，由机械能守恒得：
    又
    得：.
    (2)要使能到达A点，且，
    必有：，得：。
    (3)从A点做平抛运动，由，，得：.
    考点：本题考查了机械能守恒定律、圆周运动中的临界问题、平抛运动。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图甲所示，有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、竖直台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成，表面处处光滑，且AB段与BC段通过一小圆弧（未画出）平滑相接。有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方，小球与BC平面相切但无挤压。紧靠台阶右侧停放着一辆小车，车的上表面水平与B点等高且右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，其中PQ段是粗糙的，Q点右侧表面光滑。现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A处自由释放，滑至C点时与小球发生正碰，然后从小车左端P点滑上小车。碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动，轻绳受到的拉力如图乙所示。已知滑块、小球和小车的质量分别为m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg，AB轨道顶端A点距BC段的高度为h=0.8m，PQ段长度为L=0.4m，轻绳的长度为R=0.5m。 滑块、小球均可视为质点。取g=10m/s2。求：

    （1）滑块到达BC轨道上时的速度大小。
    （2）滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小。
    （3）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则滑块与PQ之间的动摩擦因数μ应在什么范围内？（滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内）

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    质量为M的小车置于光滑水平面上，小车的上表面由光滑的1/4圆弧和光滑平面组成，圆弧半径为R，车的右端固定有一不计质量的弹簧。现有一质量为m的滑块(视为质点)从圆弧最高处无初速下滑，如图所示，与弹簧相接触并压缩弹簧。

    求：（1）弹簧具有最大的弹性势能；
    （2）当滑块与弹簧分离时小车的速度。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (16分)如图所示，均匀光滑直杆AB长为L，可绕光滑固定转轴O转动，O距B点L/3处。在水平杆的另一端A下摆经过的轨迹上安装光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门测量位置和转轴O的高度差h可以调节，有一质最为m的小球套在光滑杆上，重力加速度g取10m/s2。

    ⑴若杆的质量忽略不计，小球固定在杆OA的中点处，由静止释放杆，请写出光电门测量到的速度vA与高度差h的关系式；
    ⑵实际情况下杆的质量M不能忽略，拿走小球后重复实验，得到了如图所示的与h关系图线．请写出杆绕O点转动时的动能Ek与vA的关系式；
    ⑶若杆的质量M＝3kg，小球m＝2kg固定在杆OA的中点处，将杆由水平位置静止释放，请根据计算分析在图丙中画出与h关系图线。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）在一绝缘支架上，固定着一个带正电的小球A，A又通过一长为10cm的绝缘细绳连着另一个带负电的小球B，B的质量为0.1kg，电荷量为×10－6C，如图所示，将小球B缓缓拉离竖直位置，当绳与竖直方向的夹角为60°时，将其由静止释放，小球B将在竖直面内做圆周运动．已知释放瞬间绳刚好张紧，但无张力． g取10m/s2．求

    （1）小球A的带电荷量；
    （2）释放瞬间小球B的加速度大小；
    （3）小球B运动到最低点时绳的拉力．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    某农田自动灌溉的喷射装置的截面图如图所示，它主要由水泵、竖直的细输水管道和喷头组成，喷头的喷嘴（长度可忽略不计）离地面的高度为h。水泵启动后，水从水池通过输水管道压到喷嘴并沿水平方向喷出，在地面上的落点与输水管道中心的水平距离为R，此时喷嘴每秒喷出水的质量为m0 ,整个供水系统的效率恒为η。忽略水池中水泵与地面的高度差，不计水进入水泵时的速度以及空气阻力，重力加速度为g。

    （1）求水从喷嘴喷出时的速度v；
    （2）求水泵的功率p；
    （3）若要浇灌离输水管道中心R1处的蔬菜，求此时喷嘴每秒钟喷出水 
    的质量m1和水泵的功率p1。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (8分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量是M、半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,万有引力常量为G.那么,
    （1）该星球表面附近的重力加速度g星等于多少？
    （2）若经过最低位置的速度为v0,你能上升的最大高度是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，位于竖直平面内的1/4 圆弧光滑轨道，半径为R，轨道的最低点B 的切线沿水平方向，轨道上端A 距水平地面高度为H．质量为m 的小球（可视为质点）从轨道最上端A 点由静止释放，经轨道最下端B 点水平飞出，最后落在水平地面上的C 点处，若空气阻力可忽略不计，重力加速度为g．求：

    （1）小球运动到B 点时，轨道对它的支持力；
    （2）小球落地点C 与B 点的水平距离x；
    （3）比值R/H 为多少时，小球落地点C 与B 点水平距离x 最远，及该最大水平距离．

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    科目：高中物理 来源： 题型：单选题

    如图所示的直角三角板紧贴在固定的刻度尺上方，现假使三角板沿刻度尺水平向右匀速运动的同时，一支钢笔从三角板直角边的最下端，由静止开始沿此边向上做匀加速直线运动，下列关于铅笔尖的运动及其留下的痕迹的判断中，正确的有（ 　）

    A．笔尖留下的痕迹是一条抛物线 
    B．笔尖留下的痕迹是一条倾斜的直线 
    C．在运动过程中，笔尖运动的速度方向始终保持不变 
    D．在运动过程中，笔尖运动的加速度方向始终保持不变 

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