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    《三国演义》是中国古代四大名著之一，在该书的战争对决中，交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器--抛石机．某同学为了研究其工作原理，设计了如图所示的装置，图中支架固定在地面上，O为转轴，轻杆可绕O在竖直面内转动，物体A固定于杆左端．弹丸B放在杆右端的勺形槽内．将装置从水平位置由静止释放，杆逆时针转动，当杆转到竖直位置时，弹丸B从最高点被水平抛出，落地点为图中C点．已知A、B质量分别为4m、m．OB=2OA=2L．转轴O离水平地面的高度也为2L，不计空气阻力和转轴摩擦，重力加速度为g．求：
    （1）弹丸B被抛出瞬间的速度大小；
    （2）C点与O点的水平距离；
    （3）杆对弹丸B做的功．
    （1）以A、B系统为研究对象，在从水平转至竖直的过程中，系统机械能守恒：
    4mgL=2mgL+
    1
    2
    4m
    v2A
    +
    1
    2
    m
    v2B

    又因为杆转到竖直时：vB=2vA
    由此计算可得：vB=
    		2gL
    ；
    （2）B从抛出到落地过程做平抛运动，x=vBt
    4L=
    1
    2
    gt2
    代入vB=
    		2gL

    解之可得：x=4L；
    （3）以弹丸B为研究对象，在从水平位置到竖直位置的过程中，
    运用动能定理得：W杆-mg?2L=
    1
    2
    m
    v2B
    -0
    代入vB=
    		2gL

    可得：W杆=3mgL；
    答：（1）弹丸B被抛出瞬间的速度大小为：vB=
    		2gL
    ；
    （2）C点与O点的水平距离4L；
    （3）杆对弹丸B做的功3mgL．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，车厢正沿水平路面向左做直线运动，在车厢内有人拉动一物体相对于车厢向右运动，当车厢向左运动的位移大小为s时，物体相对于车厢的位移大小为L，己知L＜s．那么关于物体与车厢之间的一对大小为f的摩擦力做功情况讨论正确的是（　　）
    A．车厢对物体的摩擦力做功可能为零
    B．一对摩擦力对系统做的总功为-fL
    C．车厢对物体的摩擦力做功为-f（s-L）
    D．一对摩擦力对系统做的总功为零

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    微波实验是近代物理实验室中的一个重要部分．反射式速调管是一种结构简单、实用价值较高的常用微波器件之一，它是利用电子团与场相互作用在电场中发生振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图1所示，在虚线MN两侧分布着方向平行于X轴的电场，其电势φ随x的分布可简化为如图2所示的折线．一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知带电微粒质量m=1.0×10-20kg，带电荷量q=-1.0×10-9C，A点距虚线MN的距离d1=1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求：
    （1）B点距虚线MN的距离d2；
    （2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，倾角为θ的斜面A点以上部分是光滑的，A点以下部分是粗糙的，动摩擦因数为μ=2tanθ．有N个相同的小木块沿斜面靠在一起（没有粘接），总长为L，而每一个小木块可以视为质点，质量均为m．现将它们由静止释放，释放时下端与A点距离为2L，求：
    （1）第1个木块通过A点时的速度；
    （2）第N个木块通过A点时的速度；
    （3）从第1个木块到第N个木块通过A点时的最大速度．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    空间有一静电场，在x轴上的电场方向竖直向下，轴上的电场强度大小按E=kx分布（x是轴上某点到O点的距离），如图1所示．在O点正下方有一长为L的绝缘细线连接A、B两个均带负电的小球（可视为质点），A球距O点的距离为L，两球恰好静止，细绳处于张紧状态．已知A、B两球质量均为m，B所带电量为-q，k=
    mg
    3qL
    ，不计两小球之间的静电力作用．
    （1）求A球的带电量；
    （2）画出A球所受电场力F与x的图象；剪断细线后，A球向上运动，求A球运动的最大速度vm；（提示：借助图2F-x图象可以确定电场力做功的规律）
    （3）剪断细线后，求B球的运动范围．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，一物块在t=0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端．已知重力加速度为g，由此可以确定（　　）
    A．物块返回底端时的速度
    B．物块所受摩擦力大小
    C．因摩擦产生的热量
    D．3t0时间内物块克服摩擦力所做的功

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    质量m=2kg的物块自斜面底端A以初速度v0=10m/s沿足够长的固定斜面向上滑行，经时间t=1s速度减为零．已知斜面的倾角θ=37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．试求：
    （1）物块上滑过程中加速度的大小；
    （2）物块上滑过程中克服摩擦力做的功；
    （3）物块回到底端A时的动能．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，光滑轨道AB平直，BC部分是处于竖直平面内半径R的光滑半圆．圆心O处有一绝缘平台，一带正电小球被固定在圆心．另一个质量为m的带负电小球在平直轨道上从A点由静止开始向左运动，到达C点时小球对轨道的压力为0．已知小球运动到B点时受到的库仑力大小与小球重力大小相等，两带电小球均可看成点电荷（重力加速度g已知）．求：
    （1）小球在C点受到的库仑力的大小和方向；
    （2）小球到达C点时的速度大小；
    （3）小球从A运动至C的过程中库仑力做的功．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段水平的直轨道和与之相切的圆弧轨道ABC连接而成，OC连线与竖直方向夹角为θ=30°．空间中存在一与与水平面成θ=30°且斜向下的电场，电场强度为E，圆形轨道的半径为R=
    		3
    m．一质量为m=1kg的小物块带正电，所带电荷量q，且满足Eq=mg．物块在A点获得一初速度，可使得物块恰能在ABC段不离开圆轨道．求：
    （1）物块在C点的速度；
    （2）物块在A点对轨道的压力；
    （3）滑块从C点飞出后到达水平轨道所经历的时间t．

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