高三物理解答题中等难度题
(10分) 某实验小组为了测试玩具小车的加速性能，设置了如图所示的轨道。轨道由半径为R=0.2m的光滑的圆弧轨道和动摩擦因数为μ=0.4的粗糙部分组成。现将小车从轨道上的A点开始以恒定的功率启动，经5秒后由于技术故障动力消失。小车滑过圆弧轨道从C点飞出落到水平面上的D点。实验测得小车的质量m=0.4Kg，AB间距离L=8m，BD间距离为0.4m，重力加速度g="10" m/s2。求：
（1）小车从C点飞出时的速度？
（2）小车滑过B点时对轨道B点的压力？
（3）小车电动机的输出功率P。
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为了测定一滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，某同学设置了如图甲所示的实验装置：水平桌面左端固定一个竖直的光滑圆弧轨道，圆弧轨道底端与水平桌面相切于C点，桌面CD长L＝1m，高h2＝0.5m，g取10m/s2。实验步骤如下：
①将小滑块从圆弧上静止释放，通过水平桌面后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上，设小滑块从D点飞出落到水平地面上的水平距离为x(假设小滑块可视为质点)；
②改变小滑块在圆弧轨道面的高度，然后多次重复实验步骤①，试分析下列问题：
(1)试写出小滑块经过D点时的速度vD与x的关系表达式vD＝____________。
(2)根据实验所得到的数据最后作出了如图乙所示的图像，根据该图像求得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝________。
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如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB，AB的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上，可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道，并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg，物块的质量为m=1kg，物块与小车水平部分间的动摩擦因数μ= 0.5，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小；
（2）物块和小车最终速度v的大小及此过程产生的热量Q；
（3）物块最终距离B点的距离x。
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如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB，AB的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上，可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道，并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg，物块的质量为m=1kg，物块与小车水平部分间的动摩擦因数μ= 0.5，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小；
（2）物块和小车最终速度v的大小及此过程产生的热量Q；
（3）物块最终距离B点的距离x。
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如图所示，AB为半径
的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰好与长度
的小车右端平滑对接，小车质量
。现有一质量
的小滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数
。(g=10m/s2)
试求：（1）滑块到达B端时，它对轨道的压力
。
（2）经多长时间滑块从小车左端滑落。
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如图所示，宽度为L=0.2m的水平平行光滑的金属轨道，左端连接动摩擦因数为
、倾角为θ=30°的斜面轨道(斜面轨道下端与水平光滑轨道之间有一小圆弧平滑连接)，右端连接半径为r=0.15m的光滑半圆轨道，水平轨道与半圆轨道相切。水平轨道所在的区域处在磁感应强度大小为B=1T的竖直向上的匀强磁场中。一根质量为m=0.1kg的金属杆a 置于水平轨道上，另一根质量为M=0.5kg的金属杆b从斜面轨道上与水平轨道高度为h=0.4m处由静止释放，当金属杆b滑入水平轨道某位置时，金属杆a刚好到达半圆轨道最高点(b始终运动且a、b未相撞)，并且a在半圆轨道最高点对轨道的压力大小等于金属杆a的重力， 此过程中通过金属杆a的电荷量为q=4C, a、b杆的电阻分别为R1=0.1Ω、R2=0.3Ω，其余部分电阻不计。（g取10m/s2）求：
（1）金属杆b在水平轨道上运动时的最大加速度
；
（2）在金属杆b由静止释放到金属杆a运动到半圆轨道最高点的过程中，系统产生的焦耳热Q。
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某学习小组设计了一个实验方案——“用一把刻度尺测量质量为m的小物块Q与平板P之间的动摩擦因数”，实验装置如图。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′．重力加速度为g．实验步骤如下：
①用刻度尺测量BC长度为L和CC′高度为h；
②先不放置平板P（如图乙），使圆弧AB的末端B位于C′的正上方，将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落点D；
③重复步骤②，共做10次；
④用半径尽量小的圆将10个落点围住，用刻度尺测量圆心到C′的距离x1；
⑤放置平板P（如图甲），将物块Q由同一位置A由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D′；
⑥重复步骤⑤，共做10次；
⑦用半径尽量小的圆将10个落点围住，用刻度尺测量圆心到C′的距离x2。
(1)实验步骤③④的目的是_________________________________________。
(2)用实验中的测量量表示物块Q滑到B点时的速度vB=_________________。
(3)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝_____。
(4)回答下列问题：
(i)实验步骤⑤⑥的目的是_____．
(ii)已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是_____（写出一个可能的原因即可）
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如图所示，质量为m=0.2kg的小物体放在光滑的
圆弧上端，圆弧半径R=55cm，下端接一长为1m的水平轨道AB，最后通过极小圆弧与倾角
=37°的斜面相接，已知物体与水平面和斜面轨道的动摩擦因数均为0.1，将物体无初速度释放，求：
（1）物体第一次滑到圆弧底端A时对圆弧的压力为多少？
（2）物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处B时的速度大小
（3）物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度（取g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6）
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如图所示，质量为m=0.2kg的小物体放在光滑的
圆弧上端，圆弧半径R=55cm，下端接一长为1m的水平轨道AB，最后通过极小圆弧与倾角
=37°的斜面相接，已知物体与水平面和斜面轨道的动摩擦因数均为0.1，将物体无初速度释放，求：
（1）物体第一次滑到圆弧底端A时对圆弧的压力为多少？
（2）物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处B时的速度大小
（3）物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度（取g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6）
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