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    某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图11所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.3m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，C、D两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L1=1m，BC长为L2 =2.6m，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2。

    （1）若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小；

    （2）若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出，求小滑块在A点弹射出的速度大小的范围。


    解答：

        小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律：   ① （1分）

        从B到最高点小滑块机械能守恒有：   ②（1分）

        从A到B由动能定理得：   ③（1分）

        由以上三式解得A点的速度为：（1分）

       （2）若小滑块刚好停在C处，从A到C由动能定理得：

           ④ （１分）   解得A点的速度为（1分）

        若小滑块停在BC段，应满足5m/s≤vA≤6m/s（1分）

        若小滑块能通过C点并恰好越过陷阱，利用平抛运动则有：

        竖直方向：   ⑤（1分）     水平方向：   ⑥ （1分）

        从A到C由动能定理得：   ⑦ （１分）

    解得：（1分）

    所以初速度的范围为：5m/s≤vA≤6m/s和vA≥（1分）


    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图6所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．质量为1 kg 的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向)(g＝10 m/s2)                                                                                        (　　)

    图6

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图所示，用平行于斜面的拉力F拉着木箱沿粗糙斜面加速向上移动。下列说法中正确的是

    A. 拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和

    B. 拉力F对木箱所做的功等于木箱克服摩擦力所做的功与克服重力所做的功之和

    C. 拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的机械能

    D. 拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    汽车以额定功率从水平路面上坡时，司机换档的目的是

    A．增大速度，增大牵引力     B．减小速度，减小牵引力

        C．增大速度，减小牵引力     D．减小速度，增大牵引力

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    某同学做“验证机械能守恒定律”实验装置如图8所示。

    （1）在做“验证机械能守恒定律”实验时，除了电磁打点计时器、铁架台、重锤、纸带、复写纸、低压交流电源之外，还需要下列器材中的哪一个 （填选项字母）。

    A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．弹簧秤

    （2）按照图8所示的装置安装器材进行实验，下面列举的四个学生操作步骤中只有两个是正确的，选择出来填在横线上 （填选项字母）。

    A．将打点计时器接到电源的直流输出端上

    B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，重物应远离打点计时器

    C．先接通电源，后释放纸带

    D．选取点迹清晰的且第一、二连续两点间的距离约为2mm的纸带

    （3）一般情况下物体动能的增加量小于重力势能的减少量。你认为，产生这种结果的一个可能原因是 。（填选项字母）

    A．重物的质量过大 B．重物的体积过小

    C．电源的电压偏低 D．重物及纸带在下落时受到阻力

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    在光电效应实验中，用光照射光电管阴极，发生了光电效应。如果仅减小光的强度而频率保持不变，下列说法正确的是

    A．光电效应现象消失             B．金属的逸出功减小

    C．光电子的最大初动能变小       D．光电流减小

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    2011年3月由9.0级地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，导致大量泄露在大气中，是一种放射性物质，会发生β衰变而变成元素。下列说法中正确的是

    A．福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电

    B．发生β衰变的方程式为

    C．原子核内53个质子，78个中子

    D．如果将碘131的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数(1/v)图象如图所示．若已知汽车的质量M，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是(　  　)

    A．汽车的功率

    B．汽车行驶的最大速度

    C．汽车所受到的阻力

    D．汽车运动到最大速度所需的时间

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图所示，倾角为θ＝30°、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L1＝0.4m，B1＝5T的匀强磁场垂直导轨平面向上。一质量m＝1.6kg的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，其电阻r＝1Ω。金属导轨上端连接右侧电路，R1＝1Ω，R2＝1.5Ω。R2两端通过细导线连接质量M＝0.6kg的正方形金属框cdef，每根细导线能承受的最大拉力Fm=3.6N，正方形边长L2＝0.2 m，每条边电阻r0=1Ω，金属框处在一方向垂直纸面向里、B2＝3T的匀强磁场中。现将金属棒由静止释放，不计其他电阻及滑轮摩擦，取g=10m/s2。求：

    （1）电键S断开时棒ab下滑过程中的最大速度vm；

    （2）电键S闭合，细导线刚好被拉断时棒ab的速度v；

    （3）若电键S闭合后，从棒ab释放到细导线被拉断的过程中棒ab上产生的电热Q=2J，此过程中棒ab下滑的高度h。

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