【题目】如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A.一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)．已知A、C间的距离为L，重力加速度为g.
（1）若轨道半径为R，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力FN；
（2）为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值Rm；
（3）轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大？最大距离xm是多少？
【答案】（1）
（2）
（3）
； 
【解析】试题分析：先由动能定理求出小球到达B点时的速度大小，再由牛顿第二定律求出轨道对小球的弹力，即可由牛顿第三定律得到小球对轨道的压力．当小球对轨道的压力恰好为零时，求出轨道半径的最大值Rm；小球离开B点后做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，再根据初速度和时间求出平抛运动的水平位移表达式，与第1题中小球经过B点的速度联立，运用数学知识求解．
（1）设小球到达圆轨道B点时速度为v，从C到B，由动能定理有
解得： 
据牛顿第二定律有： 
，解得
根据牛顿第三定律可知，小球到达圆轨道B点时对轨道的压力为： 
，方向竖直向上．
（2）轨道半径越大，小球到达最高点的速度越小，当小球恰好到达最高点时，轨道对小球的作用力为零，则小球对轨道的压力也为零，此时轨道半径最大，则令
，解得轨道半径的最大值
（3）设小球平抛运动的时间为t，在竖直方向上有： 
，得
水平位移为
当
时，水平位移x最大，得
D到A最大距离为： 
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金状元绩优好卷系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量, m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，一定要进行的操作是________。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。
（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）。
（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________。
A．
B．
C．
D．
（4）乙同学根据测量数据做出如图所示的a－F图线，该同学做实验时存在的问题是 ．
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【题目】如图所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B间动摩擦因数为0.1，
试求（1）若地面光滑当水平力F为多大时才能将A匀速拉出？
（2）若A与地面间动摩擦因数也为0.1时，水平力F又为多大时才能将A匀速拉出？
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【题目】如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A.一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)．已知A、C间的距离为L，重力加速度为g.
（1）若轨道半径为R，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力FN；
（2）为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值Rm；
（3）轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大？最大距离xm是多少？
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【题目】如图所示，用一根绳子a把物体挂起来，再用另一根水平的绳子b 把物体拉向一旁固定起来．物体的重力是40N，绳子a与竖直方向的夹角θ=37°，绳子a与b对物体的拉力分别是多大？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
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【题目】关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是
A. 伽利略在图
中使用了光滑斜面进行实验
B. 伽利略在图
中使用了光滑斜面进行实验
C. 伽利略从图
中得出：自由落体运动是匀加速直线运动
D. 伽利略从图
中得出：力是维持物体运动的原因
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【题目】如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K 与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为+q 的小球，K 断开时传感器上有示数，K闭合稳定后传感器上恰好无示数，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是
A. 正在增加， 
B. 正在减弱， 
D.正在增加， 
C. 正在减弱， 
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【题目】如图所示，质量为M的木块A套在粗糙水平杆上，并用轻绳将木块A与质量为m的小球B相连。现用水平力F将小球B缓慢从实线位置放下到虚线位置，在此过程中木块A始终静止不动。假设杆对A的支持力为FN，杆对A的摩擦力为Ff，绳中张力为FT，则此过程中( )
A. F增大
B. Ff不变
C. FT减小
D. FN不变
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【题目】使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：
A．把电火花计时器固定在带滑轮的木板上 B．安好纸带
C．松开纸带让物体带着纸带运动 D．接通220V交流电源
E．按下脉冲输出开关，进行打点
这些步骤正确的排列顺序为_______．打点计时器每隔________s打一次点．下图是某次实验的纸带，舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3…那么相邻两个计数点之间的时间间隔为________s，各计数点与0计数点之间的距离依次为x1＝3.0 cm、x2＝7.5 cm、x3＝13.5 cm，则物体通过1计数点的速度v1＝________m/s，通过2计数点的速度v2＝________m/s，运动的加速度为________m/s2.
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