(18分)某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.

题型：不详难度：来源：

(18分)某校兴趣小组制作了一个游戏装置，其简化模型如图所示，在A点用一弹射装置可将静止的小滑块以

水平速度弹射出去，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R=0.1m的光滑竖直圆形轨道，运行一周后自B点向C点运动，C点右侧有一陷阱，C、D两点的竖直高度差h=0.2m，水平距离s=0.6m，水平轨道AB长为L₁=0.5m，BC长为L₂=1.5m，小滑块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s²。

（1）若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点，求小滑块在A点弹射出的速度大小；
（2）若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出。求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。
（3）若小滑块是与从光滑斜轨道E点静止释放的小球发生完全非弹性碰撞后，离开A点的（小球质量与小滑块的质量相等，且均可视为质点，斜轨道与水平地面平滑连接），求当满足（2）中游戏规则时，释放点E与过A水平面的竖直高度H的大小范围。

答案

见试题分析

解析

试题分析：解：小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v，由牛顿第二定律：

①（1分）
由B到最高点小滑块机械能守恒得：

② （1分）
由A到B动能定理：

③ （1分）
由以上三式解得A点的速度为：

（1分）
（2）若小滑块刚好停在C处，则A到C动能定理：

④ （2分）
解得A点的速度为

（1分）
若小滑块停在BC段，应满足

（1分）
若小滑块能通过C点并恰好越过壕沟，利用平抛运动则有：
竖直方向：

⑤（1分）
水平方向：

⑥ （1分）
从A到C由动能定理：

⑦（2分）
解得：

（1分）
所以初速度的范围为：

和

（1分）
（3）以小球和小滑块为系统，依据题意在A点完全非弹性碰撞前、后系统动量守恒：

⑧（2分）
小球从E点到光滑斜面底端，由动能定理：

⑨（1分）
结合（2）问的速度范围可以求出H范围是：1.8m≤H≤3.2m和H≥5m （1分）

举一反三

如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d＝0.5 m，现有一边长L＝ 0.2m、质量m＝0.1kg、电阻R＝0.1Ω的正方形线框MNOP以

＝7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：

（1）线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F；
（2）线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；
（3）线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。

题型：不详难度：| 查看答案

(19分)如图所示，AB段为一半径R＝0.2 m的光滑

圆弧轨道，EF是一倾角为30°的足够长的光滑固定斜面，斜面上有一质量为0.1 kg的薄木板CD，开始时薄木板被锁定．一质量也为0.1 kg的物块(图中未画出)从A点由静止开始下滑，通过B点后水平抛出，经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上薄木板，在物块滑上薄木板的同时薄木板解除锁定，下滑过程中某时刻物块和薄木板能达到共同速度．已知物块与薄木板间的动摩擦因数为μ＝

.(g＝10 m/s²，结果可保留根号)求：

(1)物块到达B点时对圆弧轨道的压力大小；
(2)物块滑上薄木板时的速度大小；
(3)达到共同速度前物块下滑的加速度大小及从物块滑上薄木板至达到共同速度所用的时间．

题型：不详难度：| 查看答案

（19分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×10⁵N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×10^-2kg、电荷量q=+1×10^-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v₀=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求弹簧枪对小物体所做的功;
（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示，在光滑水平面内建立直角坐标系xOy，一质点在该平面内0点受大小为F的力作用从静止开始做匀加速直线运动，经过t时间质点运动到A点,A、0两点距离为a,在A 点作用力突然变为沿y轴正方向，大小仍为F，再经t时间质点运动到B点,在B点作用力又变为大小等于4F、方向始终与速度方向垂直且在该平面内的变力，再经一段时间后质点运动到C点,此时速度方向沿x轴负方向，下列对运动过程的分析正确的是（）

A. A、B两点距离为

B．C点与x轴的距离为

C.质点在B点的速度方向与x轴成30°
D．质点从B点运动到C点所用时间可能为

题型：不详难度：| 查看答案

如图(a)所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下从静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图(b)所示，由此可知(g取10m/s²)在0至4s这段时间里F做的功的平均功率为 W, 3s末F的瞬时功率大小为 W。

题型：不详难度：| 查看答案