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精英家教網(wǎng)如圖，是一段光滑的固定斜面，長(zhǎng)度s=1m，與水平面 的傾角θ=530．另有一固定豎直放置的粗糙圓弧形軌道剛好在B點(diǎn)與斜面相切，圓弧形軌道半徑R=0.3m，O點(diǎn)是圓弧軌道的 圓心．將一質(zhì)量m=0.2kg的小物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到 圓弧軌道最高點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)，與軌道之間的彈力F=1N．重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不計(jì)空氣阻力．求：
（1）小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大��？
（2）小物塊從B到C的過程，克服摩擦力做的功是多少？
分析：（1）設(shè)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB，在A到B的過程中，由動(dòng)能定理求出B點(diǎn)速度；
（2）在C點(diǎn)運(yùn)用向心力公式求出C點(diǎn)速度，在B到C的過程的運(yùn)用動(dòng)能定理即可求解克服摩擦力做的功．
解答：解：（1）設(shè)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB，在A到B的過程中，由動(dòng)能定理有
mgssinθ=
1
2
mvB2
解得vB=4 m/s     
（2）設(shè)小物塊在C點(diǎn)的速度大小為vc，則
 mg+F=m
vC2
R
 
在B到C的過程，設(shè)小物塊克服摩擦力做的功是Wf，由動(dòng)能定理有
-mgR（1+cosθ）-Wf=
1
2
mvC2-
1
2
mvB2
解得Wf=0.19J   
答：（1）小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為4 m/s；
（2）小物塊從B到C的過程，克服摩擦力做的功是0.19J．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了動(dòng)能定理及向心力公式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)倪^程運(yùn)用動(dòng)能定理解題，難度適中．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?徐匯區(qū)模擬）某研究性實(shí)驗(yàn)小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究．如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖．其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛小球P，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC=H；有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖中虛線所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸）．
（1）已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)與C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
．
（2）研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因數(shù)有關(guān)，于是他們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后獲得了如下數(shù)據(jù)：（下表中風(fēng)速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為cm．）
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小和球半徑r的關(guān)系是
F=kvr
F=kvr
．
10 15 20 30
0.25 9.60 14.5 19.1 28.7
0.50 2.40 3.60 4.81 7.19
0.75 1.07 1.61 2.13 3.21
1.00 0.60 0.89 1.21 1.82

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2007?肇慶二模）某研究性學(xué)習(xí)小組，為了探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究．如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑均勻電阻絲，電阻絲電阻較大；一質(zhì)量和電阻都不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛球P，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC=H；有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖中虛線所示）．細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸．
（1）已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可以推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)的關(guān)系式為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
．
（2）研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因素有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：使用同一球，改變風(fēng)速，記錄了在不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù)．
表一  球半徑r=0.50cm
風(fēng)速（m/s） 10 15 20 30
電壓表示數(shù)（V） 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一數(shù)據(jù)可知：在球半徑一定的情況下，風(fēng)力大小與風(fēng)速的關(guān)系是
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比
．
實(shí)驗(yàn)二：保持風(fēng)速一定，換用同種材料、不同半徑的實(shí)心球，記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù)．
表二  風(fēng)速v=10m/s
球半徑（cm） 0.25 0.50 0.75 1.00
電壓表示數(shù)（V） 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二數(shù)據(jù)可知：在風(fēng)速一定的情況下，風(fēng)力大小與球半徑的關(guān)系是
成正比
成正比
．（球體積公式V=
4
3
πr3）
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知風(fēng)力的大小F與風(fēng)速大小v、球半徑r的關(guān)系式為
F=kvr，式中k為常數(shù)
F=kvr，式中k為常數(shù)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的加速度儀．其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的、阻值較大的光滑均勻電阻絲，一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛小球P，無加速度時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC=H；有向右的加速度時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖中虛線所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸）．
（1）已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)與C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可推得加速度大小a與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為a=
 
．
（2）該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)（1）中關(guān)系，將電壓表的刻度盤直接改為加速度刻度，在實(shí)際使用中還發(fā)現(xiàn)這個(gè)加速度儀除了不能測(cè)向左的加速度外，還存在不足之處，其中主要的不足之處有：I
 
；II
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性實(shí)驗(yàn)小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖。其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛小球P，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC＝H；有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖中虛線所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸）。

（1）已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)與C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F＝_______________。

（2）研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因數(shù)有關(guān)，于是他們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后獲得了如下數(shù)據(jù)：（下表中風(fēng)速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為cm。）

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小和球半徑r的關(guān)系是________________。

電壓表示數(shù)(U) 風(fēng)速(v)

球半徑(r)

10

15

20

30

0.25

9.60

14.5

19.1

28.7

0.50

2.40

3.60

4.81

7.19

0.75

1.07

1.61

2.13

3.21

1.00

0.60

0.89

1.21

1.82

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（10分）某研究性學(xué)習(xí)小組，為了探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。圖12為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲電阻較大；一質(zhì)量和電阻都不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛球P，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC＝H；有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖13中虛線所示）.細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸。

(1)已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可以推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)的關(guān)系式為F=______________________。

(2)研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因素有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：使用同一球，改變風(fēng)速，記錄了在不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù)。

表一  球半徑r＝0.50cm

風(fēng)速(m/s)

10

15

20

30

電壓表示數(shù)（V）

2.40

3.60

4.81

7.19

由表一數(shù)據(jù)可知：在球半徑一定的情況下，風(fēng)力大小與風(fēng)速的關(guān)系是_______________________。

實(shí)驗(yàn)二：保持風(fēng)速一定，換用同種材料、不同半徑的實(shí)心球，記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù)。

表二  風(fēng)速v＝10 m/s

球半徑(cm)

0.25

0.50

0.75

1.00

電壓表示數(shù)（V）

9.60

2.40

1.07

0.60

由表二數(shù)據(jù)可知：在風(fēng)速一定的情況下，風(fēng)力大小與球半徑的關(guān)系是_______________________。（球體積公式）

(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知風(fēng)力的大小F與風(fēng)速大小v、球半徑r的關(guān)系式為_________________________。

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