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题型：实验探究题题类：真题难易度：普通

如图，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h=2m，s= $\text{[math]}$ 。取重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。

（1）、一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；

（2）、若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。

举一反三

如图所示，质量为m半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直静止放置在水平地面上（未被锁定），下端与水平地面在P点相切，一个质量为2m的物块B（可视为质点）静止在水平地面上，左端固定有水平轻弹簧，Q点为弹簧处于原长时的左端点，P、Q间的距离为R，PQ段地面粗糙、动摩擦因数为μ=0.25，P点左侧和Q点右侧的水平地面光滑。现将质量为m的物块A（可视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，重力加速度为g。求：

(1)物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小；

(2)弹簧被压缩的最大弹性势能（未超过弹性限度）；

(3)物块A最终停止位置到Q点的距离。

台球是深受大众喜爱的娱乐健身活动。如图，运动员采用“点杆”击球法（当球杆杆头接触母球的瞬间，迅速将杆抽回，母球离杆后与目标球发生对心正碰，视为弹性碰撞）击打母球，使得目标球被碰撞后经 $\text{[math]}$ 边反弹进入球洞A，这种进球方式被称为“翻袋”进球法。已知两球质量均为0.2kg，且可视为质点，球间距离为0.9m，目标球与 $\text{[math]}$ 挡壁间虚线距离为0.3m，目标球被 $\text{[math]}$ 挡壁反弹后向A球洞运动方向与 $\text{[math]}$ 挡壁间夹角为30°， $\text{[math]}$ ，球与桌面间阻力为重力的 $\text{[math]}$ ，不计球与挡壁碰撞过程中损失的动能，重力加速度 $\text{[math]}$ 。

（1）求母球在桌面做直线运动时的加速度大小；

（2）若某次击打后母球获得的初速度为1m/s，且杆头与母球的接触时间为0.05s，求母球受到杆头的平均冲击力大小；

（3）若击打后母球获得速度 $\text{[math]}$ ，求目标球被碰撞后的速度大小，并分析目标球能否进球洞A。

如图所示，竖直放置长为L的平行金属板A、B，板间距离为 $\text{[math]}$ ， A、B板与一电压为 $\text{[math]}$ 的电源保持连接，从A板内侧中央O处以等大的速率 $\text{[math]}$ ，在沿纸面180°范围内朝各个方向均匀喷出质量为 $\text{[math]}$ 、电量为 $\text{[math]}$ 的带负电微粒。微粒重力不计，求：

（1）若微粒沿垂直B板的虚线方向射出，该微粒达到B板时的动能；

（2）若粒子能全部落在B板上，板长L至少多长；

（3）若B板长 $\text{[math]}$ ，且恰好有三分之二的微粒落在板上，此时所加电压U的大小。

2024年哈尔滨成为了全国旅游的最热门的城市，美食和冰雪项目深受大量游客喜爱，如图1所示的滑雪圈是网红打卡项目之一。图2为某滑雪圈项目轨道的示意图，该项目的轨道由倾角 $\text{[math]}$ 、长 $\text{[math]}$ 滑道 $\text{[math]}$ 与水平冰雪地面平滑连接构成，雪圈与倾斜滑道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，与水平冰雪地面的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。游客甲从滑道顶端A点由静止开始下滑，雪圈过B点前后速度大小不发生变化，当游客甲滑至水平地面上C处时与停在C处未及时起身离开的游客乙发生正碰，作用时间很短， $\text{[math]}$ 间距离 $\text{[math]}$ 。已知两游客最终都停在了水平面上，不计空气阻力引起的能量损失，两游客连同雪圈可看成质点，游客甲连同雪圈总质量 $\text{[math]}$ ，游客乙连同雪圈总质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

（1）碰撞前游客甲的速度；

（2）全过程中两游客与轨道摩擦可能产生的热量的最小值。

2024年8月3日，中国选手郑钦文在巴黎奥运会网球女单决赛中战胜克罗地亚选手维基奇夺冠，为中国网球赢得史上首枚女单奥运金牌。如图所示，网球比赛中，运动员甲某次在 $\text{[math]}$ 点直线救球倒地后，运动员乙将球从距水平地面上 $\text{[math]}$ 点高度为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 点水平击出，落点为 $\text{[math]}$ 。乙击球瞬间，甲同时沿直线 $\text{[math]}$ 奔跑，恰好在球落地时赶到 $\text{[math]}$ 点。已知 $\text{[math]}$ ，网球和运动员甲均可视为质点，忽略空气阻力，则甲此次奔跑的平均加速度大小与当地重力加速度大小之比为（　　）

如图所示，右侧为光滑固定圆弧导轨A，末端水平。左侧B为固定的挡板，C为足够长的传送带，以速度v=5m/s顺时针运动。D为木板，质量为M=1kg，长L=3m。C、D等高。最初D紧靠着A。一个质量为m=2kg的滑块从A上下滑h=1.8m后，滑上木板D。已知滑块恰能滑到木板D的左端，此刻板D恰与B相撞，若D与板B及A碰撞时，速度突变为零且不粘连，滑块与木板和传送带间的动摩擦因数都相等，水平地面光滑，g=10m/s²。求：

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