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(16分)如图所示,固定在地面上的光滑圆弧轨道AB、EF,他们的圆心角均为90°,半径均为R。一质量为m ,上表面长也为R的小车静止在光滑水平面CD上,小车上表面与轨道AB、EF的末端B、E相切。一质量为m的物体(大小不计)从轨道AB的A点由静止下滑,由末端B滑上小车,小车在摩擦力的作用下向右运动。当小车右端与壁DE刚接触时,物体m恰好滑动到小车右端且与小车共速。小车与DE相碰后立即停止运动但不粘连,物体则继续滑上圆弧轨道EF,以后又滑下来冲上小车。求:

(1)物体从A点滑到B点时的速率;
(2)物体与小车之间的滑动摩擦力;
(3)水平面CD的长度;
(4)当物体再从轨道EF滑下并滑上小车后,如果小车与壁BC相碰后速度也立即变为零,最后物体m停在小车上的Q点,则Q点距小车右端的距离。

(1) ;(2) ;(3) ;(4)

解析试题分析:(1)从A到B由动能定理          (2分)
得:          (1分)
(2)由动量守恒:          (1分)
根据能量守恒:            (2分)
可得:       (1分)
(3)对物体:         (2分)
(或对小车列式:;得2分)
        (2分)
(4)物体从EF滑下后与车共速的速度为,产生的相对位移为


          (2分)
车撞BC后,物体做匀减速运动的位移为
对物体:
        (2分)
Q点距小车右端的距离         (1分)
考点:本题考查动能定律、能量守恒、动量守恒等,意在考查学生的综合能力。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)有一个固定的光滑直杆,该直杆与水平面的夹角为53°,杆上套着一个质量为m=2kg的滑块(可视为质点)。

(1)如图甲所示,滑块从O点由静止释放,下滑了位移x=1m后到达P点,求滑块此时的速率。
(2)如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M=2.7kg的物块通过光滑的定滑轮相连接,细绳因悬挂M而绷紧,此时滑轮左侧绳恰好水平,其长度L =m(如图乙所示)。再次将滑块从O点由静止释放,求滑块滑至P点的速度大小。(整个运动过程中M不会触地,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,离地H高处有一个质量为m、带电量为+q的物体处于场强按E=E0—kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ,已知μqE0>mg。若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑后脱离墙面,此时速度大小为,最终落在地面。

(1)在下图中画出反映摩擦力f随时间t变化的图线,并计算物体克服摩擦力所做的功。
(2)试分析物体从t=0开始的运动情况,并计算物体从t=0开始至落地的总时间。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图乙,一质量为m的平板车左端放有质量为M的小滑块,滑块与平板车之间的动摩擦因数为μ。开始时,平板车和滑块共同以速度v0沿光滑水平面向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短,且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反。平板车足够长,以至滑块不会滑出平板车右端,重力加速度为g。求:

①平板车第一次与墙壁碰撞后再次与滑块速度相同时两者的共同速度;
②平板车第一次与墙壁碰撞后再次与滑块速度相同时,平板车右端距墙壁的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(13分)如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏。现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O。试求:

(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子打到屏上的点P到O点的距离;
(3)粒子在整个运动过程中动能的变化量。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图,水平地面上,质量为4m的凹槽被一特殊装置锁定处于静止状态,凹槽内质量为m的小木块压缩轻质弹簧后用细线固定(弹簧与小木块不粘连),此时小木块距离凹槽右侧为x;现细线被烧断,木块被弹簧弹出后与凹槽碰撞并粘连,同时装置锁定解除;此后木块与凹槽一起向右运动,测得凹槽在地面上移动的距离为s;设凹槽与地面的动摩擦因数为μ1,凹槽内表面与木块的动摩擦因数为µ2,重力加速度为g,求:

(1)木块与凹槽碰撞后瞬间的共同速度大小v;
(2)细线被烧断前弹簧储存的弹性势能。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分)如图所示,A、B、C质量分别为mA=0.7kg,mB=0.2kg,mC=0.1kg,B为套在细绳上的圆环,A与水平桌面的动摩擦因数μ=0.2,另一圆环D固定在桌边,离地面高h2=0.3m,当B、C从静止下降h1=0.3m,C穿环而过,B被D挡住,不计绳子质量和滑轮的摩擦,取g=10m/s2,若开始时A离桌面足够远.

(1)请判断C能否落到地面.
(2)A在桌面上滑行的距离是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,MN为平行板电容器C两极板,极板长为L,两极板的间距为d,虚线到M板距离为d,右端为屏,屏足够大与极板垂直,到极板右端的距离为D。有一细电子束沿图中虚线以速度v0连续不断地射入电场且能穿出。已知电子电量为e,电子质量为m,平行板电容器极板间可调偏转电压为UMN,忽略细电子束的宽度及电子所受的重力及电子间的相互作用力。求:

(1)两板间所加偏转电压UMN的范围
(2)若两板间电压恒定为,且N板电势比M板高,电子飞出平行板时的动能多大?
(3)在(2)这种情况下,电子到达屏上时,它   离O点的距离y。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,有一初速可忽略的电子经电压U1=500V加速后,进入两块水平放置、间距为d=2cm、电压为U2=10V的平行金属板A、B间。若电子从板正中央水平射入,且恰好能从B板的右端射出.求:

(1)金属板的长度L;
(2)电子离开电场的偏转的角度正切值tanθ;
(3)电子从B板右端射出电场时的动能Ek为多少电子伏特。

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