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题目

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（14分）如图12所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离

的图象如右下图所示。（不计空气阻力，g 取10 m/s²）求：
（1）小球的质量；
（2）相同半圆光滑轨道的半径；
（3）若小球在最低点B的速度为20m/s，为使小球能沿光滑轨道运动，求

的最大值。

答案

（1）
（2）
（3）

解析

（1）设轨道半径为R，由机械能守恒定律：
       ①
在B点：          ②
在A点：         ③
由①②③式得：两点的压力差，         ④
由图象得：截距，得        ⑤
（2）由④式可知：因为图线的斜率
所以        ⑥
（3）在A点不脱离的条件为：             ⑦
由①⑥⑦三式和题中所给已知条件解得：             ⑧

核心考点

试题【（14分）如图12所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测】；主要考察你对机械能守恒及其条件等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，光滑圆柱半径为R，被固定在水平平台

上，用轻绳跨过圆柱体与两小球m₁、m₂相连（m₁、m₂分别为它们的质量），开始时让m₁放在平台上，两边绳绷直，两球从静止开始m₁上升，m₂下降．当m₁上升到圆柱的最高点时，球m₁对轨道的压力0.2m₁g，求：
（1）小球m₁上升到圆柱的最高点时，速度多大？（用g、R表示）
（2）两球从静止开始至m₁上升到圆柱的最高点，系统减少的势能为多少？
（3）m₂应为m₁的多少倍？

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如图所示是游乐场中过山车的模型图，图中半径分别为R₁=2.0m和R₂=8.0m的两个光滑圆形轨道，固定在倾角为

斜轨道面上的A、B两点，且两圆形轨道的最高点C、D均与P点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接，现使小车（视为质点）从P点以一定的初速度沿斜面向下运动，已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为

= 1/6，g= 10m/s²，

。问：
（1）若小车恰能通过第一个圆形轨道韵最高点C，则在C点速度多大？PA距离多人？
（2）若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点C，P点的初速度应为多大？
（3）若小车在P点的初速度为15m/s，则小车能否安全通过两个圆形轨道？

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如图14所示，一个半径R=0.80m的

光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端切线是水平的，轨道下端距地面高度h=1.25m。在圆弧轨道的最下端放置一个质量m_B=0.30kg的小物块B（可视为质点）。另一质量m_A=0.10kg的小物块A（也视为质点）由圆弧轨道顶端从静止开始释放，运动到轨道最低点时，和物块B发生碰撞，碰后物块B水平飞出，其落到水平地面时的水平位移s=0.80m。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s²，求：

（1）物块A滑到圆弧轨道下端时的速度大小；
（2）物块B离开圆弧轨道最低点时的速度大小；
（3）物块A与物块B碰撞过程中，A、B所组成的系统损失的机械能。

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（15分）如图所示，粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点，圆弧轨道的半径为R，C点在圆心O的正下方，D点与圆心O在同一水平线上，∠COB=θ。现有质量为m的物块从D点无初速释放，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
（1）物块第一次通过C点时对轨道压力的大小；
（2）物块在斜面上运动离B点的最远距离。

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在以下所述过程中，物体的

机械能守恒的是：

A．落入水中的铁块	B．做平抛运动的小球
C．在草地上滚动的足球	D．汽车遇到减速带时提前刹车

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