如图所示.光滑固定轨道的两端都是半径为R的四分之一圆弧.在轨道水平面上有两个质量均为m的小球B.C.B.C用一长度锁定不变的轻小弹簧栓接.弹性势能．一质量也为m的小球A从左侧的最高点自由滑下.A滑到水平面与B碰后立即粘在一起结合成D就不再分离．当D.C一起刚要滑到右侧最低点时.弹簧锁定解除且立即将C弹出并与弹簧分离．求(1) 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（17分）如图所示，光滑固定轨道的两端都是半径为R的四分之一圆弧，在轨道水平面上有两个质量均为m的小球B、C，B、C用一长度锁定不变的轻小弹簧栓接，弹性势能．一质量也为m的小球A从左侧的最高点自由滑下，A滑到水平面与B碰后立即粘在一起结合成D就不再分离（碰撞时间极短）．当D、C一起刚要滑到右侧最低点时，弹簧锁定解除且立即将C弹出并与弹簧分离．求

（1）弹簧锁定解除前瞬间，D、C速度大小
（2）弹簧锁定解除后，C第一次滑上轨道右侧圆弧部分的轨迹所对的圆心角
（3）弹簧锁定解除后，若C、D（含弹簧）每次碰撞均在水平面；求第N次碰撞结束时，C、D的速度

(1) （2）
（3）当N为奇数时：；当N为偶数时:

解析试题分析: (1)小球A下滑由动能定理：  ①
A与B碰撞满足动量守恒：   ②
由①②解得： ③
(2)由动量守恒：  ④
机械能守恒： ⑤
由③④⑤解得：   或⑥
⑦
由⑥⑦解得
（3）以左为正方向
第一次： ⑧
⑨
由⑧⑨得或⑩
第二次：   ?
?
由⑩??解得：或
综上，当N为奇数时：；当N为偶数时:
考点：本题考查了动能定理、机械能守恒定律、动量守恒定律。

练习册系列答案

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(12分) 如图甲所示，场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场内存在着一半径为R的圆形区域，O点为该圆形区域的圆心，A点是圆形区域的最低点，B点是圆形区域最右侧的点。在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强向右的正电荷，电荷的质量均为m，电量均为q，不计重力。试求：

（1）运动轨迹经过B点的电荷在A点时的速度多大？
（2）若在圆形区域的边缘有一圆弧形接收屏CBD，B点仍是圆形区域最右侧的点，C、D分别为接收屏上最边缘的两点，如图乙所示，∠COB=∠BOD=37°。求该屏上接收到的电荷的末动能大小的范围。( 提示：sin37°=0.6，cos37°=0.8。)

（10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v=5m/s的速度水平飞出(g=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；
（2）小滑块着地时的速度．

如图所示，ABC为固定在竖直平面内的轨道，AB段为光滑圆弧，对应的圆心角q＝37°，OA竖直，半径r＝2.5m，BC为足够长的平直倾斜轨道，倾角q＝37°。已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数m＝0.25。各段轨道均平滑连接，轨道所在区域有E=4´10³N/C、方向竖直向下的匀强电场。质量m＝5´10^－2kg、电荷量q＝＋1´10^－4C的小物体（视为质点）被一个压紧的弹簧发射后，沿AB圆弧轨道向左上滑，在B点以速度v₀＝3m/s冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。重力加速度g＝10m/s²，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。（设弹簧每次均为弹性形变。）则：

（1）求弹簧初始的弹性势能；
（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求小物块从A到P的电势能变化量；
（3）描述小物体最终的运动情况。

（10分）如图所示，一束电子从静止开始经的电场加速后，从水平放置的一对平行金属板正中间水平射入偏转电场中，若金属极板长L＝0.05m，两极板间距d＝0.02m ，求：两板间至少要加多大的电压才能使电子不飞出电场

在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示.小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0J，在M点的动能为6.0J，不计空气的阻力.求：

（1）小球水平位移x₁与x₂的比值；
（2）小球落到B点时的动能E_kB；
（3）小球从A点运动到B点的过程中最小动能E_kmin.

(18分)如图，质量m=20kg的物块（可视为质点），以初速度v₀=10m/s滑上静止在光滑轨道的质量M=30kg、高h=0.8m的小车的左端，当车向右运动了距离d时（即A处）双方达到共速。现在Ａ处固定一高h=0.8m、宽度不计的障碍物，当车撞到障碍物时被粘住不动，而货物继续在车上滑动，到A处时即做平抛运动，恰好与倾角为53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑动，已知货物与车间的动摩擦因数μ=0.5。
（g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：

(1)车与货物共同速度的大小v₁；
(2)货物平抛时的水平速度v₂；
(3)车的长度Ｌ与距离d．

为满足不同列车间车厢进行重新组合的需要，通常需要将相关的列车通过“驼峰”送入编组场后进行重组（如图所示），重组后的车厢同一组的分布在同一轨道上，但需要挂接在一起。现有一列火车共有 n节车厢，需要在编好组的“驼峰”左侧逐一撞接在一起。已知各车厢之间间隙均为s₀，每节车厢的质量都相等，现有质量与车厢质量相等、且没有动力驱动的机车经过“驼峰”以速度v₀向第一节车厢运动，碰撞后通过“詹天佑挂钩”连接在一起，再共同去撞击第二节车厢，直到 n 节全部挂好。不计车厢在挂接中所受到的阻力及碰撞过程所需的时间，求：

（1）这列火车的挂接结束时速度的大小；
（2）机车带动第一节车厢完成整个撞接过程所经历的时间。
（3）这列火车完成所有车厢挂接后，机车立即开启动力驱动，功率恒为P，在行驶中的阻力f恒定，经历时间t达到最大速度，求机车此过程的位移。

下图所示为对光电效应产生的光电子进行比荷（电荷量e与质量 m 之比）测定的简要原理图，两块平行金属板M．N相距为d，其中N为锌板，受某一紫外光照射后将激发沿不同方向运动的光电子，开关S闭合后电流表G有读数．如果调节变阻器R ，逐渐增大极板间电压，电流表G的读数将逐渐减小，当电压表的读数为U时，电流表G的读数恰为零．如果断开开关S，在金属板M．N间加上垂直纸面的匀强磁场，当磁感应强度为B时，电流表G的读数也恰为零．求光电子的比荷e/m 的表达式．

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