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题型：解答题题类：难易度：普通

四川省绵阳市南山中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题

如图所示为跳台滑雪轨道简化模型，AB段光滑曲面为加速滑道，BCD段圆弧滑道为半径 $\text{[math]}$ 的姿态调整滑道，左侧与AB段平滑连接，右侧与水平跳台DE连接，EF段为倾角为30°的速降斜坡。质量为60kg的滑雪运动员从加速滑道滑下后到达圆弧轨道的最低点C点时的速度大小 $\text{[math]}$ ，经过D点时的速度大小为 $\text{[math]}$ ，运动员整个运动过程的最高点P恰好在E点的正上方 $\text{[math]}$ 处，最后落在斜坡上的Q点。已知重力加速度为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力，速降斜坡足够长， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：

（1）运动员在C点时受到圆弧轨道的弹力；

（2）水平平台DE的长度；

（3）经过P点之后，运动员距斜坡的最远距离（结果用根式表示）。

举一反三

如图所示，某次足球比赛中，运动员用头将足球从离地面高度为2h处的O点斜向下顶出，足球从地面P点弹起后水平经过距离地面高度为2h的Q点。已知P点到O点和Q点的水平距离分别为s和2s，足球触地弹起前后水平速度不变。重力加速度为g，忽略空气阻力，则足球从O点顶出时的速度大小为（　　）

如图所示，斜面与平台平滑连接，右下侧有一沿竖直方向固定的轨道，其中 $\text{[math]}$ 为半径 $\text{[math]}$ 、圆心角 $\text{[math]}$ 的圆弧轨道， $\text{[math]}$ 为半径未知的 $\text{[math]}$ 圆轨道。质量 $\text{[math]}$ 、可视为质点的小球从斜面上距平台高 $\text{[math]}$ 处由静止释放，之后从平台右端 $\text{[math]}$ 点沿水平方向飞出，恰好从 $\text{[math]}$ 点无碰撞地进入轨道，沿轨道运动到 $\text{[math]}$ 点水平飞出后，又恰好无碰撞经过 $\text{[math]}$ 点，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，不计一切阻力，求：

（1）小球进入轨道时的速度大小 $\text{[math]}$ ；

（2） $\text{[math]}$ 两点的高度差 $\text{[math]}$ ；

（3）小球对轨道的最大压力 $\text{[math]}$ 。

以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（　　）

如图所示（俯视图），光滑水平面上固定一个半圆形挡板，两个可视为质点的小球A、B可沿半圆弧挡板内侧在水平面内做圆周运动，A、B两球的质量分别为m_A=3kg、m_B=2kg，半圆弧挡板半径为R=3m。半圆弧挡板的另一端安装有一个弹射器，B球与其碰撞后可原速率弹回。初始时，B球静止放在半圆弧挡板的最左端，A球以v₀=5m/s的速度从一端沿半圆弧运动，并与B球发生弹性碰撞。求

如图，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为 $\text{[math]}$ ，一个小球（大小可忽略），从离水平面高 $\text{[math]}$ 处由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：

（1）若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时 $\text{[math]}$ 是多大？

（2）为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道， $\text{[math]}$ 应在什么取值范围？

如图所示，半径为R的光滑绝缘环形轨道竖直放置，在圆轨道的最低点B处固定一带电小球，另有质量为m的带电小球（图中未画出）穿在圆环上，从A点（水平最右端）处无初速释放。若小球运动到C点时获得最大速度，其大小为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 。求：

（1）小球从A点运动到C点的过程中电场力所做的功；

（2）小球通过C点时对轨道的压力大小；

（3）小球在A点的加速度。

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