如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，其中水平直軌AB與傾斜直軌CD長(zhǎng)均為L(zhǎng)＝6m，圓弧形軌道AQC和BPD均光滑，AQC的半徑為r＝1m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2D、O1C與豎直方向的夾角均為＝37°�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m＝1kg的小球穿在滑軌上，以Ek0＝24J的初動(dòng)能從B點(diǎn)開(kāi)始水平向左運(yùn)動(dòng)，小球與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝，設(shè)小球經(jīng)過(guò)軌道連接處均無(wú)能量損失。（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：
（1）小球第一次回到B點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）小球第二次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3）小球在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程。
解：（1）mv12－Ek0＝－μmgLcos－μmgL
代入解得v1＝m/s≈3.4m/s
（2）小球第一次回到B點(diǎn)時(shí)還剩6J的動(dòng)能，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為
 
（3）小球第二次到達(dá)C點(diǎn)后還剩16J的能量，繼續(xù)上升還需克服重力18J才能到達(dá)A點(diǎn)，因此小球無(wú)法繼續(xù)上升，滑到AQC某處后開(kāi)始下滑，之后受摩擦力作用，上升高度越來(lái)越低。小球最終只能在圓弧形軌道BPD上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即到達(dá)D點(diǎn)速度為零，由動(dòng)能定理：

可得小球在斜軌CD上所通過(guò)的路程為s＝39m
小球通過(guò)CD段的總路程為s＝2L＋s＝51m
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?江蘇模擬）如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，其中水平直軌AB與傾斜直軌CD長(zhǎng)均為L(zhǎng)=6m，圓弧形軌道AQC和BPD均光滑，AQC的半徑為r=1m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2D、O1C與豎直方向的夾角均為θ=37°．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上，以Ek0=24J的初動(dòng)能從B點(diǎn)開(kāi)始水平向左運(yùn)動(dòng)，小球與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=
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，設(shè)小球經(jīng)過(guò)軌道連接處均無(wú)能量損失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球第一次回到B點(diǎn)時(shí)的速度大小；
（2）小球第二次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3）小球在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2010?上海模擬）如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長(zhǎng)均為L(zhǎng)=3m，圓弧形軌道APD和BQC均光滑，BQC的半徑為r=1m，APD的半徑為R=2m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2A、O1B與豎直方向的夾角均為θ=37°．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上，以Ek0的初動(dòng)能從B點(diǎn)開(kāi)始沿AB向上運(yùn)動(dòng)，小球與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=
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，設(shè)小球經(jīng)過(guò)軌道連接處均無(wú)能量損失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）要使小球完成一周運(yùn)動(dòng)回到B點(diǎn)，初動(dòng)能EK0至少多大？
（2）若以題（1）中求得的最小初動(dòng)能EK0從B點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，求小球第二次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（3）若以題（1）中求得的最小初動(dòng)能EK0從B點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，求小球在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置圖，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，其中水平直軌AB與傾斜直軌CD兩者的長(zhǎng)L均為6m，圓弧形軌道AQC和BPD均光滑，AQC的半徑r=1m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2D、O1C與豎直方向的夾角θ均為37°．現(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg的小球穿在滑軌上，以30J的初動(dòng)能Ek0從B點(diǎn)開(kāi)始水平向右運(yùn)動(dòng)，小球與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因素μ均為
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，設(shè)小球經(jīng)過(guò)軌道連接處無(wú)能量損失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，
cos37°=0.8）求：
（1）小球第二次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能．
（2）小球在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長(zhǎng)均為L(zhǎng)=3m，圓弧形軌道APD和BQC均光滑，BQC的半徑為r=1m，APD的半徑為R=2m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2A、O1B與豎直方向的夾角均為θ=37°．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上，以初動(dòng)能Ek0從B點(diǎn)開(kāi)始沿BA向上運(yùn)動(dòng)，小球與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=
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，設(shè)小球經(jīng)過(guò)軌道連接處均無(wú)能量損失．求：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）要使小球完成一周運(yùn)動(dòng)回到B點(diǎn)，求初動(dòng)能EK0至少多大；
（2）若小球以第一問(wèn)Ek0數(shù)值從B出發(fā)，求小球第二次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能及小球在CD段上運(yùn)動(dòng)的總路程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?浙江模擬）如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長(zhǎng)均為L(zhǎng)=3m，圓弧形軌道APD和BQC均光滑，BQC的半徑為r=1m，APD的半徑為R，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2A、O1B與豎直方向的夾角均為θ=370．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小環(huán)穿在滑軌上，以某一初速度從B點(diǎn)開(kāi)始沿AB向上運(yùn)動(dòng)，并恰能通過(guò)滑軌最高點(diǎn)．設(shè)小環(huán)與兩段直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=
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，經(jīng)過(guò)軌道連接
處均無(wú)能量損失．（g=
10m
s2
，sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin18.5°=0.32，cos18.5°=0.95，tan18.5°=
1
3
，cot18.5°=3）求：
（1）小球的初速度v0；
（2）小球第一次到達(dá)圓弧C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（3）小球最后停在何處．

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