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如圖10－2所示，質量分別為

、

的小球

、

分別固定在長為

的輕桿兩端，輕桿可繞過中點的水平軸在豎直平面內無摩擦轉動，當桿處于水平時靜止釋放，直至桿轉到豎直位置的過程中，桿對小球

所做的功為 .桿對小球

所做的功為．

在此過程中由于

、

構成的系統的機械能守恒，因此系統減少的重力勢能應與系統增加的動能相等．即

由此解得

、

兩球轉到桿處于豎直位置時的速度大小為

而在此過程中

、

兩球的機械能的增加量分別為

所以，此過程中輕桿對Ａ、Ｂ兩小球所做的功分別為

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

24．（17分）某宇航員在地球表面和某星球表面分別用如圖所示同樣裝置做同樣的實驗，一小球靜止在固定的豎直光滑圓弧內軌道的最低點，當分別給小球一個初速度時，都恰好使小球在豎直平面內做完整的圓周運動。現已知在地球做實驗時，小球通過最高點的速度大小和在星球上做實驗時小球在最低點的速度大小相等，若在該星球表面發射一顆衛星，所需的最小發射速度是多少?(星球半徑為R，地球半徑未知，萬有引力常量為G，地球表面重力加速度為g)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

“拋石機”是古代戰爭中常用的一種設備，它實際上是一個費力杠桿。如圖所示，某研學小組用自制的拋石機演練拋石過程。所用拋石機長臂的長度L = 4.8m，質量m = 10.0㎏的石塊裝在長臂末端的口袋中。開始時長臂與水平面間的夾角α = 30°，對短臂施力，使石塊經較長路徑獲得較大的速度，當長臂轉到豎直位置時立即停止轉動，石塊被水平拋出，石塊落地位置與拋出位置間的水平距離s = 19.2m。不計空氣阻力，重力加速度取g =10m/s²。求：
（1）石塊剛被拋出時的速度大小v₀；
（2）石塊剛落地時的速度v_t的大小和方向；
（3）拋石機對石塊所做的功W。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖物塊和斜面都是光滑的，物塊從靜止沿斜面下滑過程中，物塊機械能是否守恒？系統機械能是否守恒？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

設想宇航員完成了對火星表面的科學考察任務，乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運動的軌道艙，如圖所示．為了安全，返回艙與軌道艙對接時，必須具有相同的速度．求該宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得多少能量，才能返回軌道艙？

已知：返回過程中需克服火星引力做功

，返回艙與人的總質量為m，火星表面重力加速度為g，火星半徑為R，軌道艙到火星中心的距離為r；不計火星表面大氣對返回艙的阻力和火星自轉的影響．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖是打秋千的示意圖，最初人直立站在踏板上(A點所示)，繩與豎直方向成

角，人的重心到懸點O的距離為

；從A點向最低點B運動過程中，人由直立狀態自然下蹲，在B點人的重心到懸點O的距離為

；在最低點處，人突然由下蹲變成直立狀態(人的重心到懸點O的距離恢復為

)且保持該狀態到最高點C.設人的質量為m，踏板和繩的質量不計，空氣阻力不計.求：

小題1:人剛到最低點B還處于下蹲狀態時，兩根繩中的總拉力F為多大？
小題2:人到達左端最高點C時，繩與豎直方向的夾角

為多大？(用反三角函數表示)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，物塊A的質量為M，物塊B、C的質量都是m，并都可看作質點，且m＜M＜2m。三物塊用細線通過滑輪連接，物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離都是L。現將物塊A下方的細線剪斷，若物塊A距滑輪足夠遠且不計一切阻力。求：

小題1:物塊A上升時的最大速度；
小題2: 物塊A上升的最大高度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質量不計且足夠長的倒L型支架下端固定在質量為2m的木板上，在其上端O處系一長為L的輕繩，繩的下端系一質量為m的小球，小球可視為質點。整個裝置在光滑的水平面上以速度v₀向右做勻速直線運動，水平面的右端為一矮墻。（重力加速度為g）

（1）若木板與墻壁相碰立即與墻壁粘合在一起，試求碰后小球上升至最高點時繩中的張力大小；（小球在運動過程中不與支架相碰）
（2）若木板與墻壁相碰后以原速率反彈，要使繩的最大偏角不超過90°，則生產L應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，某貨場需將質量為m1=100kg的貨物（可視為質點）從高處運送至地面，為避免貨物與地面發生撞擊，現利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物由軌道頂端無初速滑下，軌道半徑R=1.8m，地面上緊靠軌道放置一木板A，長度為l=2m，質量為m2=100kg，木板上表面與軌道末端相切．貨物與木板間的動摩擦因數為μ1，木板與地面間的動摩擦因數μ2=0.2（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2）
（1）求貨物到達圓軌道末端時對軌道的壓力．
（2）若貨物滑上木板A時，要使木板A不動，求μ1應滿足的條件．

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