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如图所示,固定斜面AB、CD与竖直光滑圆弧BC相切于B、C点,两斜面的倾角θ=37°,圆弧BC半径R=2m。一质量m="1" kg的小滑块(视为质点)从斜面AB上的P点由静止沿斜面下滑,经圆弧BC冲上斜面CD。已知P点与斜面底端B间的距离L1="6" m,滑块与两斜面间的动摩擦因数均为μ=0.25,g=10m/s2。求;

(1)小滑块第1次经过圆弧最低点E时对圆弧轨道的压力;
(2)小滑块第1次滑上斜面CD时能够到达的最远点Q(图中未标出)距C点的距离;

(1)50 N 方向竖直向下(2)3 m

解析试题分析:(1)小滑块由P运动到E点,根据动能定理有:
 
在E点的向心力:
 
解得:FN="50" N。
滑块对轨道的压力:
,方向竖直向下
(2)设小滑块在斜面AB上依次下滑的距离分别为L1、L2、L3……在斜面CD上依次上滑的距离分别为x1、x2、x3……
小滑块由P运动到Q点,根据动能定理有:
 
解得: 
考点:本题考查动能定理,涉及圆周运动和多过程问题。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)一个水平方向足够长的传送带以恒定的速度3 m/s沿顺时针方向转动,传送带右端固定着一个光滑曲面,并且与曲面相切,如图所示.小物块从曲面上高为h的P点由静止滑下,滑到传送带上继续向左运动,物块没有从左边滑离传送带。已知传送带与物体之间的动摩擦因数μ=0.2,不计物块滑过曲面与传送带交接处的能量损失,g取10 m/s2

(1)若h1="1.25" m,求物块返回曲面时上升的最大高度。
(2)若h2="0.2" m,求物块返回曲面时上升的最大高度。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,质量为的滑块(可视为质点)自光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度的滑下。槽的底端与水平传送带相切于左传导轮顶端的B点,A、B的高度差为.传导轮半径很小,两个轮之间的距离为,滑块与传送带间的动摩擦因数.右端的轮子上沿距离地面的高度为.()

(1)若槽的底端没有放滑块,传送带静止不转,滑块滑过C点时的速度大小
(2)若下滑前将质量为的滑块(可视为质点)停放在槽的底端。下滑后与发生弹性碰撞,且碰撞后速度方向不变,则应该满足什么条件?
(3)若在(2)的前提条件下,若传送带顺时针运转,且速度为m/s。求滑块落地点间的最大距离

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(15分)如图所示,在竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场。一绝缘U形弯杆由两段直杆和一半径为R的半圆环MAP组成,固定在纸面所在的竖直平面内。PQ、MN水平且足够长,NMAP段是光滑的。现有一质量为m、带电量为+q的小环套在MN杆上,它所受电场力为重力的3/4(重力加速度为g)。现在M右侧D点由静止释放小环,小环刚好能到达P点。

(1)求D、M间的距离X0
(2)求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小;
(3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与动摩擦力大小相等且大于电场力),现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放,球小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)我人民海军进行某次登陆演练,假设一艘战舰因吨位大,吃水太深,只能停锚在离海岸某处。登陆队员需要从较高的军舰甲板上,利用绳索下滑到登陆快艇上再行登陆接近目标,若绳索两端固定好后,与竖直方向的夹角θ=30°,队员甲先匀加速滑到某最大速度,再靠摩擦匀减速滑至快艇,速度刚好为零,在队员甲开始下滑时,队员乙在甲板上同时从同一地点开始向快艇以速度v0=m/s平抛救生圈,第一个刚落到快艇上时,紧接着抛第二个,结果第二个救生圈刚好与甲队员同时抵达快艇上的同一位置,取g=10m/s2,不计空气阻力,求:

(1)军舰甲板到快艇的竖直高度H;
(2)队员甲在绳索上运动的时间t0及队员甲在下滑过程中的最大速度v1
(3)若登陆快艇一开始停在离海岸s=1km处(如图),登陆快艇额定功率P=5kw,载人后连同装备总质量m=103kg,从静止开始以额定功率向登陆点加速靠近,到达岸边时刚好能达到最大速度v2=10m/s,求登陆艇运动的时间t'。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,虚线左侧存在非匀强电场,MO是电场中的某条电场线,方向水平向右,长直光滑绝缘细杆CD沿该电场线放置。质量为m1、电量为+q1的A球和质量为m2、电量为+q2的B球穿过细杆(均可视为点电荷)。当t=0时A在O点获得向左的初速度v0,同时B在O点右侧某处获得向左的初速度v1,且v1>v0。结果发现,在B向O点靠近过程中,A始终向左做匀速运动。当t=t0时B到达O点(未进入非匀强电场区域),A运动到P点(图中未画出),此时两球间距离最小。静电力常量为k。

(1)求0~t0时间内A对B球做的功;
(2)求杆所在直线上场强的最大值;
(3)某同学计算出0~t0时间内A对B球做的功W1后,用下列方法计算非匀强电场PO两点间电势差:
设0~t0时间内B对A球做的功为W2,非匀强电场对A球做的功为W3
根据动能定理 W2+W3=0
又因为   W2=?W1
PO两点间电势差
请分析上述解法是否正确,并说明理由。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

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(3)小球从D点运动到A点所用的时间。

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一只乒乓球质量为,从离桌面高为处由静止释放,假设它与桌面碰撞反弹时不损失机械能,但由于受到大小不变的空气阻力的影响(空气浮力不计),每次反弹的高度是它下落时高度的。求:
(1)空气阻力的大小;
(2)它停止运动前通过的总路程;
(3)为使乒乓球每次都能返回到高处,每当它到达高处时,应给它多大的动能?

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(1)推力F的大小
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