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如圖甲所示，有一裝置由傾斜軌道AB、水平軌道BC、豎直臺(tái)階CD和足夠長(zhǎng)的水平直軌道DE組成，表面處處光滑，且AB段與BC段通過(guò)一小圓弧（未畫(huà)出）平滑相接。有一小球用輕繩豎直懸掛在C點(diǎn)的正上方，小球與BC平面相切但無(wú)擠壓。緊靠臺(tái)階右側(cè)停放著一輛小車，車的上表面水平與B點(diǎn)等高且右側(cè)固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點(diǎn)，其中PQ段是粗糙的，Q點(diǎn)右側(cè)表面光滑�，F(xiàn)將一個(gè)滑塊從傾斜軌道的頂端A處自由釋放，滑至C點(diǎn)時(shí)與小球發(fā)生正碰，然后從小車左端P點(diǎn)滑上小車。碰撞之后小球在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，輕繩受到的拉力如圖乙所示。已知滑塊、小球和小車的質(zhì)量分別為m₁=3kg、m₂=1kg和m₃=6kg，AB軌道頂端A點(diǎn)距BC段的高度為h=0.8m，PQ段長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.4m，輕繩的長(zhǎng)度為R=0.5m。 滑塊、小球均可視為質(zhì)點(diǎn)。取g=10m/s²。求：

（1）滑塊到達(dá)BC軌道上時(shí)的速度大小。
（2）滑塊與小球碰后瞬間小球的速度大小。
（3）要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒(méi)有滑離小車，則滑塊與PQ之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)在什么范圍內(nèi)？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)）

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如圖所示，一輛質(zhì)量為M=6kg的小車靜止在光滑的水平面上，另一質(zhì)量為m=2kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止在小車上的A點(diǎn)；在物塊和小車右側(cè)的擋板之間夾有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧（彈簧和物塊不相連），彈簧的彈性勢(shì)能為4J，物塊和擋板之間用細(xì)線連結(jié)．已知物塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．某時(shí)刻將細(xì)線燒斷，彈簧將物塊彈開(kāi)，最后物塊停在小車上的B點(diǎn)，取g=10m/s²．
（1）分析并判定小車和物塊最后對(duì)地的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（2）A、B兩點(diǎn)之間的距離為多少？
（3）整個(gè)過(guò)程中，小車和物塊對(duì)地的位移大小分別是多少？

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一、本題共14小題．每小題3分。共42分．全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分．有選錯(cuò)或不答的得0分．

1．C    2．AD    3．BD    4．B    5．A B    6．AC    7．D   8．BD    9．C    l0．B    11．D    12．BC    13．B    14．D

二、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共14分．

15．（6分）

（1）BD（4分）

（2）左（2分）

16．（8分）

（1）D，F(xiàn)（每空1分）

（2）（3分）

    （3）（3分）

三、本題共4小題，共44分。

17．（10分）

（1）設(shè)排球第一次落至地面經(jīng)歷的時(shí)間為，第一次離開(kāi)地面至反彈到最高點(diǎn)經(jīng)歷    的時(shí)間為，則有

                                                                                                            （2分）

解得                                                                            （2分）

所以，排球與地面的作用時(shí)間為                               （1分）

（2）設(shè)地面對(duì)排球的平均作用力為，選排球?yàn)檠芯繉?duì)象，以向上的方向?yàn)檎�方向，則在整個(gè)過(guò)程中，由動(dòng)量定理有                                                       （3分）

代入數(shù)據(jù)解得：                                                                        （1分）

根據(jù)牛頓第三定律，排球?qū)Φ孛娴钠骄�作用�?sub>                          （1分）

18．（11分）

設(shè)離子的質(zhì)量為、電荷量為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為、所在區(qū)域的半徑為，離子加速后獲得的速度為．當(dāng)電壓為時(shí)，由動(dòng)能定理有

                                           ①                                                   （2分）

在磁場(chǎng)中，離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（見(jiàn)右圖），

由牛頓定律可知

                                                  ②   （2分）

由①②式得                           ③           （1分）

其中，                    ④                                                     （1分）

當(dāng)電壓為時(shí)，離子打在處

同理有                                ⑤                                                     （2分）

其中，                                          ⑥                                                     （1分）

由③④⑤⑥可解得                                                                              （2分）

19．（11分）

（1）小球沿方向作豎直上拋運(yùn)動(dòng)，沿方向作初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)    為（），勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為，小球沿方向的加速度為，由牛頓第二定律得：

                                         ①                                                 （1分）

由運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得：

                                        ②                                              （1分）

由動(dòng)量定義，得：

                                                              ③                                                     （1分）

             設(shè)經(jīng)時(shí)間，小球從原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，則

                                                    ④                                                  （1分）

                                       ⑤                                                   （1分）

由①②③④⑤得

                                                                           （1分）

（2）小球從拋出到落回軸，經(jīng)時(shí)間，在方向位移

                                                                         （2分）

電場(chǎng)力對(duì)小球作功

                                                            （2分）

    電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少。                                                    （1分）

20．（12分）

（1）設(shè)物塊與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊在板上滑行的時(shí)問(wèn)為，對(duì)板應(yīng)用動(dòng)量定

  理得

                                   ①                                                     （1分）

設(shè)在此過(guò)程中物塊前進(jìn)位移為，板前進(jìn)位移為，

則                                        ②                                                     （1分）

                                          ③                                                     （1分）

                                      ④                                                     （1分）

              由①②③④得：                                                                       （2分）

      故物塊與板間的摩擦因數(shù)為．

（2）設(shè)板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊在板上滑行的時(shí)間為，則對(duì)板應(yīng)用動(dòng)量

  定理得

                                                                       （2分）

又設(shè)物塊從板的左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間為，則

                                                                                                    （2分）

為了使物塊能到達(dá)板的右端，必須滿足：，

即

                                                                                                 （1分）

所以為了使物塊能到達(dá)板的右端，板與桌面間的摩擦因數(shù)