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    （10分）如右图所示，长＝0.2 m的细线上端固定在O点，下端连接一个质量为m＝0.5kg的小球，悬点O距地面的高度H＝0.35m，开始时将小球提到O点而静止，然后让它自由下落，当小球到达使细线被拉直的位置时，刚好把细线拉断，再经过t＝0.1 s落到地面，如果不考虑细线的形变，g＝10 m/s2，试求：

    (1)细线拉断前后的速度大小和方向；
    (2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为，试确定细线的平均张力大小．

    1 m/s，方向竖直向下   10 N

    解析试题分析： (1)细线拉断前，小球下落过程机械能守恒：
    mg＝                         
    得v 1＝ ＝2 m/s，方向竖直向下．     （2分）
    设细线断后球速为v2，方向竖直向下，由
    H－＝v2t＋ gt2，
    可得：v2＝1 m/s，方向竖直向下     （3分）
    （2）设细线的平均张力为F，方向竖直向上．取竖直向上为正方向，
    由动量定理可得：
    (F－mg)Δt＝－mv2－(－mv1)   （3分）
    解得：F＝ ＋mg＝10 N    （2分）
    考点：本题考查机械能守恒、动量定理、牛顿运动定律。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：单选题

    小车AB静置于光滑的水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥，AB车的质量为M，长为L，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB与C都处于静止状态，如图所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使物体C离开弹簧向B端冲去，并跟B端橡皮泥黏在一起，以下说法中正确的是(    )

    A．如果AB车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒
    B．整个系统任何时刻动量都守恒
    C．当木块对地运动速度大小为v时，小车对地运动速度大小为v
    D．AB车向左运动最大位移大于L

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分） 我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步。“嫦娥三号”的任务是“落”。  2013年12月2日，“嫦娥三号”发射，经过中途轨道修正和近月制动之后，“嫦娥三号”探测器进入绕月的圆形轨道I。12月12日卫星成功变轨，进入远月点P、近月点Q的椭圆形轨道II。如图所示。 2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器在Q点附近制动，由大功率发动机减速，以抛物线路径下降到距月面100米高处进行30s悬停避障，之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处，为避免激起更多月尘，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球表面。
    已知引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R，“嫦娥三号”在轨道I上运动时的质量为m， P、Q点距月球表面的高度分别为h1、h2。

    （1）求“嫦娥三号”在圆形轨道I上运动的速度大小；
    （2）已知“嫦娥三号”与月心的距离为r时，引力势能为（取无穷远处引力势能为零），其中m为此时“嫦娥三号”的质量。若“嫦娥三号”在轨道II上运动的过程中，动能和引力势能相互转化，它们的总量保持不变。已知“嫦娥三号”经过Q点的速度大小为v，请根据能量守恒定律求它经过P点时的速度大小；

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，已知倾角为θ=45°、高为h的斜面固定在水平地面上．一小球从高为H（h<H<）处自由下落，与斜面做无能量损失的碰撞后水平抛出．小球自由下落的落点距斜面左侧的水平距离x满足一定条件时，小球能直接落到水平地面上．

    ⑴求小球落到地面上的速度大小；
    ⑵求要使小球做平抛运动后能直接落到水平地面上，x应满足的条件；
    ⑶在满足⑵的条件下，求小球运动的最长时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）如图所示，圆心角为90°的光滑圆弧形轨道，半径为1.6m，其底端切线沿水平方向．长为的斜面，倾角为60°，其顶端与弧形轨道末端相接，斜面正中间有一竖直放置的直杆，现让质量为1Kg的物块从弧形轨道的顶端由静止开始滑下，物块离开弧形轨道后刚好能从直杆的顶端通过，重力加速度取10m/s2，求：

    （1）物块滑到弧形轨道底端时对轨道的压力大小；
    （2）直杆的长度为多大．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （16分）质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上．平衡时， 弹簧的压缩量为x0，如右图所示．一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连．它们到达最低点后又向上运动．已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点．若物块质量为M，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度．物块向上运动到达的最高点与O点的距离h＝x0．求M与m的关系式。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）如图，两足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直，一质量为m的导体棒在距离磁场上边界h处由静止释放，导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，导体棒在此电路中的有效电阻为R，不计导轨的电阻。求：

    （1）磁感应强度的大小B；
    （2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；
    （3）流经电流表电流的最大值Im。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管，管的半径R=3.6m（管的内径大小可以忽略），管的出口A在圆心的正上方，入口B与圆心的连线与竖直方向成60°角，如图所示．现有一只质量m=1kg的小球（可视为质点）从某点P以一定的初速度水平抛出，恰好从管口B处沿切线方向飞入，小球到达A时恰好与管壁无作用力．取g=10m/s2．求：

    （1）小球到达圆管最高点A时的速度大小；
    （2）小球在管的最低点C时，管壁对小球的弹力大小；
    （3）小球抛出点P到管口B的水平距离x．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，一粗糙的水平轨道靠在半径为R="0.2" m的1/4光滑圆弧轨道右侧，光滑圆弧轨道固定，水平轨道处在光滑的水平面上，可自由滑动。一质量m="1" kg的滑块（可视为质点）从A点正上方H="3" m处自由下落经圆弧轨道最低点B进入水平轨道．滑块在水平轨道上滑行1 s后离开轨道。已知水平轨道质量M="5" kg，轨道面离地面高h="1.8" m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5．（取g="10" m/s2）.求：

    （1）滑块到达B点时对轨道的压力； 
    （2）水平轨道的长度；
    （3）滑块落地时，它与水平轨道右端的水平距离。

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