题目内容

在半径R＝4000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m＝0.2 kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示，忽略星球自转．

求：（1）圆弧轨道BC的半径r；
（2）该星球的第一宇宙速度vⅠ．

（1）0.16 m（2）

解析试题分析：（1）根据机械能守恒定律，则从A到C的过程
由牛顿定律  
联立可得：
由图像可得H =" 0.4m" , F =" 0N" ;  H = 1.0m，F =" 6" N 代入可得：
r =" 0.16" m   = 4m/s2
（2） 由牛顿定律    
考点：机械能守恒定律及牛顿定律。

练习册系列答案
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（14分）如图所示，半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内，轨道的B端切线水平，且距水平地面高度为h=1．25m，现将一质量m=0．2kg的小滑块从A点由静止释放，滑块沿圆弧轨道运动至B点以V０=5m/s的速度水平飞出，不计空气阻力（g取10m／s2）．求：

（1）小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功Wf
（2）小滑块经过B点时对圆轨道的压力
（3）小滑块着地时的速度V的大小

如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v-t图像如图乙所示，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。（sin37°=0.6,cos37°=0.8）试求：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数；
（2）拉力F的大小；
（3）t=4s时物体的速度.

动车组就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起。某车次动车组由8节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为8´104 kg,其中第1节和第5节带动力的，正常行驶时每节动力车发动机的功率均为2´107w，设动车组均在平直路面行驶，受到的阻力恒为重力的0.1倍（g取10m/s2)。求
（1）该动车组正常行驶时的最大速度
（2）当动车组的加速度为1m/s2时，第6节车对第7节车的牵引力为多大
（3）甲、乙两站相距10Km,如果动车组以50m/s的速度通过甲站，要使动车组停靠在乙站， 两台发动机至少需工作多长时间

（12分）如图所示，质量M＝400g的劈形木块B上叠放一木块A，A的质量为m＝200g。A、B一起放在斜面上，斜面倾角θ＝37°，B的上表面呈水平，B与斜面之间及B与A之间的动摩擦因数均为μ＝0.2。当B受到一个F＝5.76N的沿斜面向上的作用力时，A相对B静止，并一起沿斜面向上运动。
（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）

求：（1）B的加速度大小；
（2）A受到的摩擦力及A对B的压力大小。   

（17分）如图所示，真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场，半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动；当撤去磁场并保留电场，粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知，忽略粒子的重力。求：

（1）带电粒子的电荷量q与质量m的比值；
（2）若撤去电场保留磁场，粒子离开矩形区域时的位置。

(10分)如图所示，五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度L=0.5m，质量m=0.6kg。一质量M=1kg的小物块以=3m/s水平速度从第一块长木板的最左端滑入。已知小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。重力加速度g取。求：
 
(1)小物块滑至第四块长木板时，物块与第四块长木板的加速度分别为多大？
(2)物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离？

（16分）如图1所示，一质量为m的滑块（可视为质点）沿某斜面顶端A由静止滑下，已知滑块与斜面间的动摩擦因数和滑块到斜面顶端的距离的关系如图2所示。斜面倾角为37°，长为L。有一半径的光滑竖直半圆轨道刚好与斜面底端B相接，且直径BC与水平面垂直，假设滑块经过B点时没有能量损失。当滑块运动到斜面底端B又与质量为m的静止小球（可视为质点）发生弹性碰撞（已知：，）。求：

（1）滑块滑至斜面底端B时的速度大小；
（2）在B点小球与滑块碰撞后小球的速度大小；
（3）滑块滑至光滑竖直半圆轨道的最高点C时对轨道的压力。

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