1 . 如图所示，为过山车简易模型，它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成，Q点为圆形轨道最低点，M点为最高点，水平轨道PN右侧的光滑水平地面上并排放置两块木板c、d，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平轨道PN平齐，小滑块b放置在轨道QN上．现将小滑块a从P点以某一水平初速度v₀向右运动，沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，碰后a沿原路返回到M点时，对轨道压力恰好为0，碰后滑块b最终恰好没有离开木板d．已知：小滑块a的质量为1 kg，c、d两木板质量均为3 kg，小滑块b的质量也为3 kg， c木板长为2 m，圆形轨道半径为0.32 m，滑块b与两木板间动摩擦因数均为0.2，重力加速度g＝10 m/s²．试求：

(1)小滑块a与小滑块b碰后，滑块b的速度为多大？
(2)小滑块b刚离开长木板c时b的速度为多大？
(3)木板d的长度为多长？

2 . 在如图所示的绝缘水平面上，有两个边长为d=0.2m的衔接的正方形区域I、II，其中区域I中存在水平向右的大小为的匀强电场，区域II中存在竖直向上的大小为的匀强电场。现有一可视为质点的质量为m=0.3kg的滑块以的速度由区域I边界上的A点进去电场，经过一段时间滑块从边界上的D点离开电场（D点未画出），滑块带有q=+0.1C的电荷量，滑块与水平面之间的动摩擦因数为，重力加速度。求：
(1)D点距离A点的水平间距、竖直间距分别为多少；A、D两点之间的电势差为多少；
(2)滑块在D点的速度应为多大；
(3)仅改变区域II中电场强度的大小，欲使滑块从区域II中的右边界离开电场，则区域II中电场强度的取值范围应为多少。

3 . 如图所示，倾角为的足够长的粗糙斜面上放置一质量为的带挡板的木板B，木板上有一质量与木板相同的小滑块A，与挡板P的距离为，将小滑块和木板同时自静止释放，小滑块A与木板B上表面间的动摩擦因数为，木板下表面与斜面间的动摩擦因数为，已知滑块与挡板P间的碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短，各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知小滑块碰撞挡板前木板保持静止，重力加速度为，，。求
（1）木板下表面与斜面间的动摩擦因数至少多大？
（2）若木板下表面与斜面间的动摩擦因数为，在整个运动过程中，因AB间的摩擦力而产生的热量Q等于多少？
（3）若木板下表面与斜面间的动摩擦因数为，小滑块与挡板发生第一次碰撞后经多长时间不再发生碰撞？在这一段时间内木板B的位移为多大？
   

4 . 自由式滑雪是一项有极大观赏性的运动，其场地由①出发区、②助滑区、③过渡区、④高度h=4m的跳台组成。其中过渡区的CDE部分是半径为R=4m圆弧，D是最低点，∠DOE=60°，如图所示。比赛时运动员由A点静止出发进入助滑区，经过渡区后，沿跳台的斜坡匀减速上滑，至跳台的F处飞出表演空中动作。运动员要成功完成空中动作，必须在助滑区用滑雪杆助滑，使离开F点时的速度在36km/h到48km/h之间。不计所有阻力，已知l_AB=2l_EF，g取10m/s²。
（1）某总质量为60kg的运动员进行试滑，他从A点滑下后不用滑雪杆助滑，结果从F点飞出后无法完成空中动作。教练测得他在②、④两段运动时间之比t₁∶t₂=3∶1，求他在②、④两段运动的平均速度之比和加速度之比。
（2）这次试滑，他通过D点时受到的支持力多大?
（3）试求为了能成功完成空中动作，助滑过程中他至少需要消耗多少体能（消耗的体能全部转化为机械能）?

5 . 如图所示，从A点以某一水平速度抛出质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量，A、B两点距C点的高度分别为、，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，，，，求：
（1）小物块在B点时的速度大小。
（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力。
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

6 . 某游乐场的过山车可以抽象成如图所示的模型：半径为R=10m的光滑圆弧轨道下端与水平直线轨道相接于B点，曲线DE与AB相切于D点。总质量为m=1000kg的小车（自身安装有电动机）从直线轨道上A点以恒定的功率P=30kW开始加速，在直线轨道AB上经过t=30s其速度由零增加到最大，小车在直线轨道AB上所受阻力f=1000N，小车经过B点时关闭电动机并进入圆轨道，经C点返回B后再启动电动机进入光滑的BDE爬坡轨道，最终通过距离地面高度为h=50m的最高点E，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求：
(1)要使小车到达B点前速度达到最大，轨道AB的长度至少为多大？
(2)小车通过C点时对轨道的压力；
(3)要使小车能通过最高点E，电动机至少还要对小车做多少功？

7 . 如图所示，从A点以某一水平速度v₀抛出一质量m=1 kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量M=4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m，R=0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ₁=0.7，长木板与地面间的动摩擦因数μ₂=0.2，g=10 m/s²求：（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）
（1）小物块的初速度v₀及在B点时的速度大小；
（2）小物块滑至C点时，对圆弧轨道的压力大小；
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。

8 . 在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发，沿着动摩擦因数为的滑道向下运动到B点，B端有一长度可不计的光滑圆弧连接，末端恰好水平，运动员最后落在水池中，设滑道的水平距离为L，B点的高（小于H）可由运动员自由调节（重力加速度为），求：
（1）运动员到达B点的速度与高度的关系；
（2）要使运动员全过程的水平运动距离达到最大，B点的高度应调为多大；对应的最大水平距离为多大？
（3）若图中H=4m，L=5m，动摩擦因数，则全过程的水平运动距离要达到7m，值应为多少？（已知）

9 . 如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管固定在竖直平面内，圆管围成的圆的圆心为O，D点为圆管的最低点，A、B两点在同一水平线上，AB=2L，该圆的半径为r=L（圆管的内径忽略不计），过OD的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点.在虚线AB的上方存在水平向左的、范围足够大的恒定风力场，物体在虚线的下方运动时会立即受到竖直向上的恒力，大小等于mg.圆心O正上方的P点有一质量为m 的小物体（视为质点），P、C间距为L.现将该小物体于P点无初速释放，经过一段时间，小物体刚好沿切线无碰撞地进入圆管内，并继续运动.重力加速度用g表示.

（1）小物体在虚线AB上方运动时受到的风力为多大？
（2）小物体从管口B离开后，经过一段时间的运动落到虚线AB上的N点（图中未标出N点），则N点距离C点多远？
（3）小物体由P点运动到N点的总时间为多少？

10 . 2022年北京冬奥会上，滑雪天才少女谷爱凌在赛场上大放异彩，她擅长自由式滑雪，她的赛道里有如图所示的一收尾阶段，简化为半径的光滑圆弧雪道BCD与足够长的粗糙轨道DE在D处平滑连接，O为圆弧轨道BCD的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，半径OB、OD与OC的夹角分别为53°和37°。若谷爱凌及其滑雪装备总质量（视为质点）从B点左侧高为处的A点水平抛出，恰从B点沿切线方向进入圆弧轨道。已知滑雪板与轨道DE间的动摩擦因数，不计空气阻力重力加速度g取，，，求：
（1）谷爱凌水平抛出时的初速度大小；
（2）谷爱凌在C点时所受轨道的支持力大小；
（3）若谷爱凌平抛后不再发力，则她在DE段滑行路程为多大（保留三位有效数字）？