（13分）如圖所示是游樂場中過山車的實(shí)物圖片，可將過山車的一部分運(yùn)動簡化為圖中的模型圖。模型圖中光滑圓形軌道的半徑R＝8.0m，該光滑圓形軌道固定在傾角為θ＝37°斜軌道面上的Q點(diǎn)，圓形軌道的最高點(diǎn)A與傾斜軌道上的P點(diǎn)平齊，圓形軌道與斜軌道之間圓滑連接�，F(xiàn)使質(zhì)量為m的小車（視作質(zhì)點(diǎn)）從P點(diǎn)以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下運(yùn)動，不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。若小車恰好能通過圓形軌道的最高點(diǎn)A處，則：

（1）小車在A點(diǎn)的速度為多大？（結(jié)果用根式表示）
（2）小車在圓形軌道運(yùn)動時(shí)對軌道的最大壓力為多少？
（3）求斜軌道面與小車間的動摩擦因數(shù)多大？（結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示）

(1)  (2)  (3)

解析試題分析：（1）由于小車恰能通過A點(diǎn)
應(yīng)有：      2分
解得：=m/s   ① 1分
(2) 如圖，小車經(jīng)軌道最低點(diǎn)D時(shí)對軌道壓力最大

設(shè)在D點(diǎn)軌道對小車的支持力為N
則有：   ② 2分
小車由D到A的運(yùn)動過程機(jī)械能守恒
則有：   ③ 2分
由①②③得：  1分
依牛頓第三定律，在D點(diǎn)小車對軌道的壓力
  1分
（3）設(shè)PQ距離為L，對小車由P到A的過程應(yīng)用動能定理
得：   ④ 2分
依幾何關(guān)系：   ⑤ 1分
由①④⑤得：  1分
考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律，機(jī)械能守恒，動能定理，圓周運(yùn)動的綜合應(yīng)用

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(16分)在豎直平面內(nèi)固定一軌道ABCO， AB段水平放置，長為4 m，BCO段彎曲且光滑，軌道在O點(diǎn)的曲率半徑為1.5 m；一質(zhì)量為1.0 kg、可視作質(zhì)點(diǎn)的圓環(huán)套在軌道上，圓環(huán)與軌道AB段間的動摩擦因數(shù)為0.5。建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，圓環(huán)在沿x軸正方向的恒力F作用下，從A（-7,2）點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)原點(diǎn)O時(shí)撤去恒力F，水平飛出后經(jīng)過D（6，3）點(diǎn)。重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：
⑴圓環(huán)到達(dá)O點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；
⑵恒力F的大小；
⑶圓環(huán)在AB段運(yùn)動的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

遙控電動賽車的比賽中有一個(gè)規(guī)定項(xiàng)目是“飛躍壕溝”，如圖所示，比賽中要求賽車從起點(diǎn)出發(fā)，沿水平直軌道運(yùn)動，在B點(diǎn)飛出后躍過“壕溝”，落在平臺EF段。已知賽車的質(zhì)量m=1.0kg、額定功率P="10.0" W、在水平直軌道上受到的阻力恒為f="2." 0 N, BE的高度差h="0." 45 m,BE的水平距離x="0." 90 m。賽車車長不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，g取10m/s2。

(1)若賽車在水平直軌道上能達(dá)到最大速度，求最大速度vm的大小;
(2)要躍過壕溝，求賽車在B點(diǎn)最小速度v的大小;
(3)比賽中，若賽車在A點(diǎn)達(dá)到最大速度vm后即刻停止通電，賽車恰好能躍過壕溝，求AB段距離s。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，一個(gè)質(zhì)量為0．6kg 的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧（不計(jì)空氣阻力，進(jìn)入圓弧時(shí)無機(jī)械能損失）。已知圓弧的半徑R=0．3m ， θ="60" 0，小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度 v="4" m/s 。（取g ="10" m/s2）求：

（1）小球做平拋運(yùn)動的初速度v0；
（2）P點(diǎn)與A點(diǎn)的水平距離和豎直高度；
（3）小球到達(dá)圓弧最高點(diǎn)C時(shí)對軌道的壓力。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)＝0.20 m，電阻R＝1.0 Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻均可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直軌道向下�，F(xiàn)用某外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。求：

（1）桿的質(zhì)量；
（2）桿加速度的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15分）成都是一座來了就不想走的城市，悠閑而不失高雅，前不久，成都東區(qū)音樂公園就舉辦了一場盛大的鋼琴音樂會。工作人員在布置舞臺時(shí)，要用繩索把鋼琴從高臺吊運(yùn)到地面。已知鋼琴的質(zhì)量為175kg，繩索能承受的最大拉力為1820N，吊運(yùn)過程中鋼琴以0.6m/s的速度在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動。降落至底部距地面的高度為h時(shí)，立即以恒定加速度減速，最終鋼琴落地時(shí)剛好速度為零（g取10m/s2），
求：（1）h的最小值是多少；
（2）為了保證繩索和鋼琴的安全，此次以0.6m/s的初速度勻減速到零，用時(shí)3s，求此次減速過程中鋼琴機(jī)械能的變化量△E。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平面上某點(diǎn)固定一輕質(zhì)彈簧，A點(diǎn)左側(cè)的水平面光滑，右側(cè)水平面粗糙，在A點(diǎn)右側(cè)5m遠(yuǎn)處（B點(diǎn)）豎直放置一半圓形光滑軌道，軌道半徑R＝0.4m，連接處平滑�，F(xiàn)將一質(zhì)量m＝0.1kg的小滑塊放在彈簧的右端（不拴接），用力向左推滑塊而壓縮彈簧，使彈簧具有的彈性勢能為2J，放手后，滑塊被向右彈出，它與A點(diǎn)右側(cè)水平面的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，取g =10m/s2，求：

（1）滑塊運(yùn)動到半圓形軌道最低點(diǎn)B處時(shí)對軌道的壓力；
（2）改變半圓形軌道的位置（左右平移），使得被彈出的滑塊到達(dá)半圓形軌道最高點(diǎn)C處時(shí)對軌道的壓力大小等于滑塊的重力，問AB之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示, 木板靜止于水平地面上, 在其最右端放一可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊. 已知木塊的質(zhì)量m＝1 kg, 木板的質(zhì)量M＝4 kg, 長L＝2.5 m, 上表面光滑, 下表面與地面之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2.現(xiàn)用水平恒力F＝20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:

（1）要使木塊能滑離木板, 水平恒力F作用的最短時(shí)間;
（2）如果其他條件不變, 假設(shè)木板的上表面也粗糙, 其上表面與木塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1＝0.3, 欲使木板能從木塊的下方抽出, 需對木板施加的最小水平拉力；

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如右圖所示，在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中，一個(gè)質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球從斜直軌道上的A點(diǎn)由靜止滑下，小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點(diǎn)時(shí)恰好不落下來．若軌道是光滑絕緣的，小球的重力是它所受的電場力2倍，試求：

⑴A點(diǎn)在斜軌道上的高度h；
⑵小球運(yùn)動到最低點(diǎn)C時(shí)，圓軌道對小球的支持力．

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