當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年山東省青島五十八中高一（下）期末物理試卷> 試題詳情

如圖所示，豎直平面內(nèi)由傾角α=60°的斜面軌道AB、半徑均為R的半圓形細(xì)圓管軌道BCDE和
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圓周細(xì)圓管軌道EFG構(gòu)成一游戲裝置固定于地面，B、E兩處軌道平滑連接，軌道所在平面與豎直墻面垂直，軌道出口處G和圓心O₂的連線，以及O₂、E、O₁和B等四點(diǎn)連成的直線與水平線間的夾角均為θ=30°，G點(diǎn)與豎直墻面的距離d=
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R，現(xiàn)將質(zhì)量為m的小球從斜面的某高度h處?kù)o止釋放，小球與豎直墻面間碰撞時(shí)無(wú)能量損失（豎直分速度不變，垂直墻面分速度大小不變，方向反向），不計(jì)小球大小，斜面動(dòng)摩擦因數(shù)為
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，管道和豎直墻壁光滑，重力加速度為g。
（1）若釋放處高度h=h₀，當(dāng)小球第一次運(yùn)動(dòng)到圓管的B點(diǎn)時(shí)，求速度大小v_B及此時(shí)管道對(duì)小球的彈力N；
（2）若小球從高度h釋放后，又能沿圓管返回到斜面AB上，求高度h應(yīng)該滿足的條件及第一次返回到斜面的高度h′與h的關(guān)系？

【考點(diǎn)】物體在環(huán)形豎直軌道內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：47引用：1難度：0.4

相似題

1．如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=0.2kg的小滑塊靜止在水平軌道上的A點(diǎn)，在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下，從A點(diǎn)開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后進(jìn)入半徑為R=0.4m且內(nèi)壁光滑的豎直固定圓管道，在圓管道上運(yùn)行一周后從C處的出口出來(lái)后向D點(diǎn)滑動(dòng)，D點(diǎn)右側(cè)有一與CD等高的傳送帶緊靠D點(diǎn)，并以恒定的速度v=3m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。已知水平軌道AB的長(zhǎng)度l₁=2.0m,CD的長(zhǎng)度為l₂=3.0m,小滑塊與水平軌道ABCD間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ₁=0.2，與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ₂=0.3，傳送帶DE的長(zhǎng)度L=0.5m,重力加速度g=10m/s²，管道內(nèi)徑忽略不計(jì)。求：
（1）若小滑塊滑行到AB的中點(diǎn)時(shí)撤去拉力F，求滑塊運(yùn)動(dòng)到圓管道的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的壓力大?。?br />（2）若小滑塊恰好能通過(guò)圓管道的最高點(diǎn)且沿管道滑下，求小滑塊到達(dá)傳送帶最右端E點(diǎn)的速度大?。?br />（3）若在AB段水平拉力F的作用距離x可變，保證小滑塊滑上傳送帶后一直加速，試求出x的取值范圍。
發(fā)布：2024/10/17 7:0:2組卷：8引用：1難度：0.5
解析
2．如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，傾斜光滑直軌道AO與y軸正方向夾角為θ=60°，軌道AO與水平軌道OB及半徑為R的豎直光滑圓管之間均平滑連接，圓管對(duì)應(yīng)的圓心角為120°，其所在圓O′分別與x軸和y軸相切于B點(diǎn)和C點(diǎn)。已知第二象限內(nèi)有方向豎直向下、大小為E₁=
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mg
q
的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第一象限內(nèi)，x≥R的區(qū)域內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中0≤y＜
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R區(qū)域內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)大小為E₂=
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mg
q
，y≥
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R區(qū)域內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)大小為E₃=
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mg
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q
。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從到O點(diǎn)距離為R的Q點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)水平軌道OB進(jìn)入圓管內(nèi)。小球與水平軌道OB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，其余摩擦不計(jì)，所有軌道均為絕緣軌道，軌道的直徑遠(yuǎn)小于所在圓的直徑，小球所帶電荷量不損失，進(jìn)入和飛出管道時(shí)無(wú)能量損失，重力加速度為g。求：
（1）小球經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O處時(shí)的速度大??；
（2）求小球在管道中速度最大時(shí)的位置坐標(biāo)，并求出小球的最大速度；
（3）從開始運(yùn)動(dòng)到小球靜止，小球在OB段走過(guò)的總路程s為多少？
發(fā)布：2024/10/10 5:0:1組卷：133引用：2難度：0.4
解析
3．半徑均為r的
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圓弧軌道AB與
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圓管軌道BC在B點(diǎn)平滑對(duì)接，固定放置在豎直平面內(nèi)、軌道在最低點(diǎn)A的切線水平、在最高點(diǎn)C的切線水平，兩軌道的內(nèi)壁均光滑。在光滑的水平地面上，讓質(zhì)量為
m
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的小球甲（視為質(zhì)點(diǎn)）以一定的水平初速度與前方靜止的質(zhì)量為m的小球乙（視為質(zhì)點(diǎn)）發(fā)生彈性碰撞，小球乙以一定的速度滑上軌道，重力加速度為g,
求：（1）若小球乙到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到的彈力剛好為0，則小球乙在A點(diǎn)受到的支持力大??；
（2）若小球乙到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)管的上壁有壓力，則A點(diǎn)對(duì)乙的支持力大小與C點(diǎn)對(duì)乙的壓力大小之差；
（3）若小球乙離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為
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r
，則甲與乙碰撞之前的速度大小。
發(fā)布：2024/9/21 16:0:8組卷：11引用：2難度：0.4
解析

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