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如圖所示，傾角θ=300、長L=2．7m的斜面，底端與一個光滑的1/4圓弧平滑連接，圓弧底端切線水平。一個質量為m=1kg的質點從斜面最高點A沿斜面下滑，經過斜面底端B恰好到達圓弧最高點C，又從圓弧滑回，能上升到斜面上的D點，再由D點由斜面下滑沿圓弧上升，再滑回，這樣往復運動，最后停在B點。已知質點與斜面間的動摩擦因數為μ=/6，g=10m/s2，假設質點經過斜面與圓弧平滑連接處速率不變。求：

（1）質點第1次經過B點時對圓弧軌道的壓力

（2）質點從A到D的過程中重力勢能的變化量

（3）質點從開始到第8次經過B點的過程中在斜面上通過的路程

 

（1）30N（2）9J（3）5．3m

解析:⑴設圓弧的半徑為R，則質點從C到B過程，由

   

    得： N=30N

    根據牛頓第三定律，質點第1次經過B點對圓弧軌道的壓力為30N。

    ⑵設質點第一次由B點沿斜面上滑的速度為， B點到D點的距離為L1

   

    代入數據解得：=0．9m

    則質點從A點到D點重力勢能的變化為

    =-9J

    ⑶設質點第2次由B點沿斜面上滑的速度為，沿斜面上滑的距離為L2．則

   

    得：

    同理可推得：質點第n次由B點沿斜面上滑的距離Ln為

    所以質點從開始到第8次經過B點的過程中，在斜面上通過的路程為

    S=L+2（L1+L2+L3）=5．3m

 

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，傾角為37°斜面上方有一小球以一定的速度水平拋出，在空中飛行2s后恰好垂直撞在斜面上，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2．求：
（1）小球拋出后2s時間內下落的高度；
（2）拋出時初速度的大��；
（3）從拋出到落在斜面上過程中小球合位移的大小和方向（結果可以保留根號，方向用位移與水平方向夾角的正切值表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s的速度運動，運動方向如圖所示．一個質量為2kg的物體（物體可以視為質點），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其動能損失．物體與傳送帶間的動摩擦因數為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點處，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）傳送帶左右兩端AB間的距離L．
（2）上述過程中物體與傳送帶組成的系統因摩擦產生的熱量．
（3）物體隨傳送帶向右運動，最后沿斜面上滑的最大高度h′．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?徐州一模）如圖所示，傾角θ=37゜的傳送帶AB長L=20m，以v=5m/s速度沿順時針方向勻速轉動．質量M=lkg的木塊由AB的中點c從靜止開始下滑，0.5s后被一顆質量 m=20g的子彈以速度v0=500m/s沿傳送帶向上正對射入，子彈穿出時的速度u=200m/s．以后每隔1.5s就有一顆質量和速度相同的子彈射人木塊．設子彈射穿木塊的時間極短，且每次射人時木塊對子彈的阻力相同．已知木塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.25，sin37゜=0.60，cos37゜=O．80，g取lOm/s2．求：
（1）在被第二顆子彈擊中前．木塊離傳送帶下端A點的最大距離；
（2）木塊在傳送帶上最多能被多少顆子彈擊中；
（3）在木塊從c點開始運動到最終離開傳送帶的過程中，子彈、木塊和傳送帶這一系統產生的內能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?松江區二模）如圖所示，傾角θ=30°、寬度L=1m的足夠長為U形平行光滑金屬導軌固定在磁感應強度B=1T、范圍充分大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上．現用一平行導軌的牽引力F，牽引一根質量m=0.2kg、電阻R=1Ω、垂直導軌的金屬棒ab，由靜止沿導軌向上移動（ab棒始終與導軌接觸良好且垂直，不計導軌電阻及一切摩擦）．問：
（1）若牽引力為恒力，且F=9N，求金屬棒達到的穩定速度v1
（2）若牽引力功率恒為72W，求金屬棒達到的穩定速度v2
（3）若金屬棒受向上拉力在斜面導軌上達到某一速度時，突然撒力，此后金屬棒又前進了0.48m，其間，即從撒力至棒速為0時止，金屬棒發熱1.12J．問撒力時棒速v3多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖所示，傾角θ=37°的固定斜面AB長L=18.4m，質量為M=1kg的木塊由斜面中點C從靜止開始下滑，0.5s后被一顆質量為m=20g的子彈以v0=500m/s沿斜面向上的速度正對射入并穿出，穿出速度u=200m/s．以后每隔1.0s就有一顆子彈射入木塊，設子彈射穿木塊的時間極短，且每次射入木塊對子彈的阻力相同．已知木塊與斜面間的動摩擦因數μ=0.25，g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：
（1）在被第二顆子彈擊中前，木塊沿斜面向上運動離A點的最大距離？
（2）木塊在斜面上最多能被多少顆子彈擊中？
（3）在木塊從C點開始運動到最終離開斜面的過程中，子彈、木塊和斜面一系統所產生的熱能是多少？

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