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如圖所示，光滑弧形軌道和一足夠長的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有一足夠長的金屬桿，桿上掛有一光滑螺旋管A．在弧形軌道上高為h的地方，無初速釋放一磁鐵B(可視為質(zhì)點)，B下滑至水平軌道時恰好沿螺旋管A的中心軸運動．設(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m，求：

(1)螺旋管A獲得的最大速度；

(2)全過程中整個電路所消耗的電能．

答案：
解析：

　　(1)設(shè)小磁鐵B由h高處下滑到水平軌道上時速度為v0，由機械能守恒定律得：mgh＝mv02

　　磁鐵B與螺線管A速度相等時，螺線管A的速度最大，即為vmax，由動量守恒定律得：mv0＝(M＋m)vmax

　　所以有：vmax＝＝．

　　(2)整個電路所消耗的電能

　　E＝mgh－(M＋m)vmax2

　�。�．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?江蘇模擬）如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細均勻的金屬桿組成，其中水平直軌AB與傾斜直軌CD長均為L=6m，圓弧形軌道AQC和BPD均光滑，AQC的半徑為r=1m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2D、O1C與豎直方向的夾角均為θ=37°．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上，以Ek0=24J的初動能從B點開始水平向左運動，小球與兩段直軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=
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，設(shè)小球經(jīng)過軌道連接處均無能量損失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球第一次回到B點時的速度大小；
（2）小球第二次到達C點時的動能；
（3）小球在CD段上運動的總路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?上海模擬）如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細均勻的金屬桿組成，其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長均為L=3m，圓弧形軌道APD和BQC均光滑，BQC的半徑為r=1m，APD的半徑為R=2m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2A、O1B與豎直方向的夾角均為θ=37°．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上，以Ek0的初動能從B點開始沿AB向上運動，小球與兩段直軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=
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，設(shè)小球經(jīng)過軌道連接處均無能量損失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）要使小球完成一周運動回到B點，初動能EK0至少多大？
（2）若以題（1）中求得的最小初動能EK0從B點向上運動，求小球第二次到達D點時的動能；
（3）若以題（1）中求得的最小初動能EK0從B點向上運動，求小球在CD段上運動的總路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置圖，滑軌由四部分粗細均勻的金屬桿組成，其中水平直軌AB與傾斜直軌CD兩者的長L均為6m，圓弧形軌道AQC和BPD均光滑，AQC的半徑r=1m，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2D、O1C與豎直方向的夾角θ均為37°．現(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg的小球穿在滑軌上，以30J的初動能Ek0從B點開始水平向右運動，小球與兩段直軌道間的動摩擦因素μ均為
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，設(shè)小球經(jīng)過軌道連接處無能量損失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，
cos37°=0.8）求：
（1）小球第二次到達A點時的動能．
（2）小球在CD段上運動的總路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細均勻的金屬桿組成，其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長均為L=3m，圓弧形軌道APD和BQC均光滑，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，BQC的半徑為r=1m，APD的半徑為R=2m，O2A、O1B與豎直方向的夾角均為θ=37°．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小球穿在滑軌上，以Ek0的初動能從B點開始沿AB向上運動，小球與兩段直軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=
13
，設(shè)小球經(jīng)過軌道連接處均無能量損失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）要使小球能夠通過弧形軌道APD的最高點，初動能EK0至少多大？
（2）求小球第二次到達D點時的動能；
（3）小球在CD段上運動的總路程．（第（2）（3）兩問中的EK0取第（1）問中的數(shù)值）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?浙江模擬）如圖所示為放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細均勻的金屬桿組成，其中傾斜直軌AB與水平直軌CD長均為L=3m，圓弧形軌道APD和BQC均光滑，BQC的半徑為r=1m，APD的半徑為R，AB、CD與兩圓弧形軌道相切，O2A、O1B與豎直方向的夾角均為θ=370．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的小環(huán)穿在滑軌上，以某一初速度從B點開始沿AB向上運動，并恰能通過滑軌最高點．設(shè)小環(huán)與兩段直軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=
1
3
，經(jīng)過軌道連接
處均無能量損失．（g=
10m
s2
，sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin18.5°=0.32，cos18.5°=0.95，tan18.5°=
1
3
，cot18.5°=3）求：
（1）小球的初速度v0；
（2）小球第一次到達圓弧C點時對軌道的壓力；
（3）小球最后停在何處．

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