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    12．如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.5m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.25，取g=10m/s2．求：

    （1）滑块到达B处时的速度大小；
    （2）滑块刚滑上圆弧轨道时，对圆弧轨道的压力；
    （3）若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？

    分析 （1）对滑块从A到B的过程，由动能定理得滑块到达B处时的速度大小；
    （2）滑块刚滑上圆弧轨道时，根据牛顿第二定律得求滑块对轨道的压力；
    （3）当滑块恰好能到达最高点C时，由牛顿第二定律求滑块在C点速度，因为滑块从B到C的过程摩擦力做的功是变力做功，由动能定理求解摩擦力做的功．

    解答 解：（1）设0～2m过程中外力和位移分别为F1、x1，设3m～4m过程中外力和位移分别为F3、x3以及B点速度为vB．
    对滑块从A到B的过程，由动能定理得：
    F1x1-F3x3-μmgxAB=$\frac{1}{2}$mvB2
    代入数据得：vB=2$\sqrt{10}$m/s．
    （2）滑块刚滑上圆弧轨道时，根据牛顿第二定律得：
    FN-mg=$m\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$，
    可得：FN=90N
    由牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力为90 N．
    （3）当滑块恰好能到达最高点C时，由牛顿第二定律有：mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
    对滑块从B到C的过程，由动能定理得：W-mg•2R=$\frac{1}{2}$mvC2-$\frac{1}{2}$mvB2
    代入数值得：W=-7.5 J，即克服摩擦力做的功为7.5 J．
    答：（1）滑块到达B处时的速度大小为2$\sqrt{10}$m/s；
    （2）滑块刚滑上圆弧轨道时，对圆弧轨道的压力为90 N；
    （3）滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功7.5 J．

    点评 分析清楚滑块的运动过程，知道涉及力在空间的效果，运用动能定理求出速度和变力做功是常用的方法．还要明确最高点的临界条件：重力等于向心力．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点垂直射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（　　）
    A．2：1B．1：2C．1：$\sqrt{3}$D．1：15

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    9．某物理兴趣小组利用如图1所示的装置进行实验．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g．采用的实验步骤如下：
    ①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
    ②用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb；
    ③在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻弹簧，静止放置在平台上；
    ④细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；
    ⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
    ⑥滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离Sa；
    ⑦小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离Sb；
    ⑧改变弹簧压缩量，进行多次测量．
    （1）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证$\frac{{m}_{a}d}{t}$=mbsb$\sqrt{\frac{g}{2h}}$即可．（用上述实验数据字母表示）
    （2）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到Sa与的$\frac{1}{{t}^{2}}$关系图象如图2所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为$\frac{{d}^{2}}{2kg}$．（用上述实验数据字母表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    6．某实验小组想测量一电源的电动势和内电阻，在实验室找到了如下器材：
    待测电源                 
    一段粗细均匀总阻值为Ro的金属丝
    不计内阻的电流表         
    阻值为R1的电阻
    刻度尺                   
    开关一个、导线若干
    他们的部分操作步骤如下：

    （1）测得金属丝总长度为L0；
    （2）然后用图甲所示的电路图进行测量，图中Rx表示金属丝．请根据电路图在图乙中完成实物连线；
    （3）不断改变电阻丝接入电路的长度，记录得多组电流表示数，和对应的金属丝长度L．根据所得数据做出了$\frac{1}{I}$-L图象如图丙所示，图中坐标值a、b、L1均为已知，则电源的电动势E=$\frac{{R}_{0}{L}_{1}}{（b-a）{L}_{0}}$；电源的内电阻r=$\frac{a{R}_{0}{L}_{1}}{（b-a）{L}_{0}}$-R1．（用图中坐标值和相关物理量表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．“蹦床”已被奥运会列为正式比赛项目．运动员利用蹦床网的弹性弹起到空中，完成动作后落回到网上，再经蹦床网的弹性弹起，如此往复．图示的F-t图象是传感器记录的一位运动员双脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化情况．设运动员只在竖直方向上运动，不计空气阻力，取重力加速度为10m/s2，则运动员在前12s的时间内（　　）
    A．获得的最大加速度为40m/s2B．获得的最大加速度为50m/s2
    C．腾空弹起时的最大速度为5m/sD．腾空弹起时的最大速度为8m/s

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    17．有一朝南的钢窗，窗高为l.2m，宽0.8m．已知该处地磁场的磁感应强度的水平分量为5×10-5T，则穿过该窗框平面的磁通量为4.8×10-5wb；当把钢窗右侧向外推开（如图所示）时，窗框中的感应电流方向向是逆时针．（从推窗人的角度来看是“顺时针”还是“逆时针”）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是（　　）
    A．质量一定的物体某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力，而与这之前或之后的受力无关
    B．物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致
    C．公式 F=ma 中，各量的单位可以任意选取
    D．一旦物体所受合力为零，则物体的加速度立即为零，速度也立即变为零

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．用劲度系数为25N/m的弹簧测力计沿水平方向拉一重4N的木块在水平桌面上匀速运动时，弹簧测力计的示数为1.0N，则弹簧伸长量和木块与桌面间的动摩擦因数分别为（　　）
    A．1cm；0.25B．2cm；1C．4cm；1D．4cm；0.25

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m．开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上．放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计一切摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（　　）
    A．物体A下落过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒
    B．弹簧的劲度系数为$\frac{2mg}{h}$
    C．物体A着地时的加速度大小为$\frac{g}{2}$
    D．物体A着地时弹簧的弹性势能为mgh-$\frac{1}{2}$mv2

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