【題目】如圖所示，滑板軌道BC為豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧賽道，半徑為R＝1.8 m。ABC為光滑軌道，且水平軌道AB與圓弧軌道BC在B點(diǎn)相切。若運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量M＝48.0 kg，滑板質(zhì)量m＝2.0 kg，二者均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力。

(1)運(yùn)動(dòng)員和滑板在A點(diǎn)的速度至少多大才能滑到C點(diǎn)？

(2)以第(1)問(wèn)中的最小速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，求運(yùn)動(dòng)員滑過(guò)圓弧形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；

(3)若A點(diǎn)右側(cè)為動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3的水泥地面，運(yùn)動(dòng)員以第(1)問(wèn)中的最小速度滑至C點(diǎn)又滑回后，運(yùn)動(dòng)員與滑板會(huì)停在距A點(diǎn)多遠(yuǎn)的位置？

【答案】(1)6.0 m/s　(2)1.5×103 N　(3)6.0 m

【解析】(1)以運(yùn)動(dòng)員和滑板為一整體，若運(yùn)動(dòng)員和滑板恰好可滑到C點(diǎn)，以A、B所在水平面為零勢(shì)面，由機(jī)械能守恒定律得

(m＋M)v2＝(m＋M)gR

解得v＝6.0 m/s

運(yùn)動(dòng)員和滑板在A點(diǎn)的速度v至少要達(dá)到6.0 m/s才能滑到C點(diǎn)

(2)以第(1)問(wèn)中的最小速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得

FN－(m＋M)g＝

解得軌道對(duì)運(yùn)動(dòng)員和滑板的支持力為FN＝1.5×103 N

由牛頓第三定律可知運(yùn)動(dòng)員和滑板對(duì)軌道的壓力大小也等于1.5×103 N，方向向下

(3)因?yàn)檐壍?/span>ABC光滑，由機(jī)械能守恒定律知運(yùn)動(dòng)員滑回A點(diǎn)時(shí)速度大小仍為v＝6.0 m/s

滑過(guò)A點(diǎn)后至停下的過(guò)程可由動(dòng)能定理得

－μ(m＋M)gx＝0－ (m＋M)v2

代入數(shù)據(jù)解得運(yùn)動(dòng)員和滑板最后與A點(diǎn)的距離為x＝6.0 m。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，高層住宅外安裝空調(diào)主機(jī)時(shí)，電機(jī)通過(guò)纜繩牽引主機(jī)沿豎直方向勻速上升．為避免主機(jī)與陽(yáng)臺(tái)、窗戶碰撞，通常會(huì)用一根拉繩拽著主機(jī)，地面上拽拉繩的人通過(guò)移動(dòng)位置，使拉繩與豎直方向的夾角β保持不變，則在提升主機(jī)過(guò)程中，下列結(jié)論正確的是

A. 纜繩拉力F1和拉繩拉力F2都增大

B. 纜繩拉力F1和拉繩拉力F2都不變

C. 纜繩與豎直方向的夾角α可能大于角β

D. 纜繩拉力F1的功率保持不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究求合力的方法：

(1)實(shí)驗(yàn)所用的一只彈簧測(cè)力計(jì)如圖甲所示，在用它測(cè)力前應(yīng)對(duì)它進(jìn)行的操作是____________．

(2)在測(cè)出F1、F2和對(duì)應(yīng)的合力F后，他在紙上畫出了F1、F2的圖示，如圖乙所示．請(qǐng)你幫助他在圖中畫出合力F的圖示____________．(測(cè)得F＝4.9 N，圖中a、b為記錄F方向的兩點(diǎn))

(3)小明用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連接起來(lái)；觀察圖形后，他覺(jué)得所畫的圖形很像平行四邊形．至此，為正確得出求合力的一般方法，你認(rèn)為小明接下來(lái)應(yīng)該做些什么？(寫出兩點(diǎn)即可)

①________________________________________________________________________.

②________________________________________________________________________.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶負(fù)電小球以初速度v0從O點(diǎn)沿水平直線OO′方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，恰好做直線運(yùn)動(dòng)。只改變初速度大小，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 若初速度大于v0，則可能從M飛出，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球動(dòng)能減少，機(jī)械能增加，電勢(shì)能減少

B. 若初速度大于v0，則可能從N飛出，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球動(dòng)能增加，機(jī)械能減少，電勢(shì)能增加

C. 若初速度小于v0，則可能從N飛出，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球動(dòng)能增加，機(jī)械能減少，電勢(shì)能增加

D. 若初速度小于v0，則可能從M飛出，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球動(dòng)能減少，機(jī)械能增加，電勢(shì)能減少

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，是探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置圖，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速輪塔2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球6、7分別以不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂8的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧�，通過(guò)橫臂8的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒9下降，從而露出標(biāo)尺10，標(biāo)尺10上露出的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值．那么：

（1）現(xiàn)將兩小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是__________

A．在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下，用質(zhì)量相同的小球做實(shí)驗(yàn)

B．在小球運(yùn)動(dòng)半徑相等的情況下，用質(zhì)量不同的小球做實(shí)驗(yàn)

C．在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下，用質(zhì)量不同的小球做實(shí)驗(yàn)

D．在小球運(yùn)動(dòng)半徑不等的情況下，用質(zhì)量相同的小球做實(shí)驗(yàn)

（2）在該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了____________（選填“理想實(shí)驗(yàn)法”、“控制變量法”、“等效替代法”）來(lái)探究向心力的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，斜面體M放置在水平地面上，位于斜面上的物塊m受到沿斜面向上的推力F的作用，設(shè)物塊與斜面之間的摩擦力大小為f1，斜面體與地面之間的摩擦力大小為f2。增大推力F，物塊和斜面體始終保持靜止，下列判斷正確的是(　　)

A. 如果物塊沿斜面向上滑動(dòng)，則f1、f2一定增大

B. 如果物塊沿斜面向上滑動(dòng)，則f1、f2一定不變

C. 如果物塊與斜面相對(duì)靜止，則f1、f2一定增大

D. 如果物塊與斜面相對(duì)靜止，則f1、f2一定不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)點(diǎn)的位移﹣﹣時(shí)間圖象為如圖所示的一段拋物線，其方程為x=﹣20t2+40t，則有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）

A．質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)

B．質(zhì)點(diǎn)做加速度先減小后增大的直線運(yùn)動(dòng)

C．質(zhì)點(diǎn)做加速度大小為40m/s2的勻變速直線運(yùn)動(dòng)

D．質(zhì)點(diǎn)在0～1s內(nèi)的平均速度大于20m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干條紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái))，圖中上部的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz。

如果用s1、s2、s3、s4、s5、s6來(lái)表示各相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，用T表示相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，由這些已知數(shù)據(jù)計(jì)算：該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的表達(dá)式為a＝________________，其大小為a＝________m/s2，與紙帶上E點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vE＝________m/s。(答案均要求保留3位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，橫截面為直角三角形的兩個(gè)相同斜面緊靠在一起，固定在水平面上，小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右水平拋出，最后落在斜面上．其中有三次的落點(diǎn)分別是a、b、c，不計(jì)空氣阻力，則下列判斷正確的是（　　）

A. 落點(diǎn)b、c比較，小球落在b點(diǎn)的飛行時(shí)間短

B. 小球落在a點(diǎn)和b點(diǎn)的飛行時(shí)間均與初速度v0成正比

C. 三個(gè)落點(diǎn)比較，小球落在c點(diǎn)，飛行過(guò)程中速度變化最快

D. 三個(gè)落點(diǎn)比較，小球落在c點(diǎn)，飛行過(guò)程中速度變化最大

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同步練習(xí)冊(cè)答案