（20分）
如图15所示，固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨、和、间距都是，二者之间固定有两组竖直半圆形轨道和，两轨道间距也均为，且和的竖直高度均为4R，两组半圆形轨道的半径均为R。轨道的端、端的对接狭缝宽度可忽略不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架，能使导轨系统位置固定。将一质量为的金属杆沿垂直导轨方向放在下层导轨的最左端位置，金属杆在与水平成角斜向上的恒力作用下沿导轨运动，运动过程中金属杆始终与导轨垂直，且接触良好。当金属杆通过4R的距离运动到导轨末端位置时其速度大小。金属杆和导轨的电阻、金属杆在半圆轨道和上层水平导轨上运动过程中所受的摩擦阻力，以及整个运动过程中所受空气阻力均可忽略不计。
（1）已知金属杆与下层导轨间的动摩擦因数为，求金属杆所受恒力F的大小；
（2）金属杆运动到位置时撤去恒力F，金属杆将无碰撞地水平进入第一组半圆轨道和，又在对接狭缝和处无碰撞地水平进入第二组半圆形轨道和的内侧，求金属杆运动到半圆轨道的最高位置时，它对轨道作用力的大小；
（3）若上层水平导轨足够长，其右端连接的定值电阻阻值为，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。金属杆由第二组半圆轨道的最高位置处，无碰撞地水平进入上层导轨后，能沿上层导轨滑行。求金属杆在上层导轨上滑行的最大距离。

（15分）A、B分别为竖直固定光滑圆轨道的最低点和最高点。已知小球通过A点的速率为2 m/s，试求它通过B点速率的最小值。

（10分）如图所示，一质量为m的滑块以大小为v₀的速度经过水平直轨道上的a点滑行距离为s后开始沿竖直平面的半圆形轨道运动，滑块与水平直轨道间的动摩擦因数为μ，水平直轨道与半圆形轨道相切连接，半圆形轨道半径为R，滑块到达半圆形轨道最高点b时恰好不受压力．试求：
（1）滑块刚进入和刚离开半圆形轨道时的速度；
（2）滑块落回到水平直轨道时离a点的距离．

一竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，一质量为m的小球静置于上端但不栓接，现施力F将小球下压至A静止，如图甲所示．然后突然撤去压力F，小球在竖直向上的运动过程中经过弹簧原长位置B最高能至C点，如图乙所示．不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是：

A．在由A位置运动到C位置过程中，小球机械能守恒

B．小球在A位置静止时一定有压力F > 2mg

C．刚撤去压力F瞬时，弹簧弹力大小F弹 > 2mg

D．刚撤去压力F瞬时，小球加速度a < g

在下列运动过程中，机械能一定不守恒的是：（   ）

A．物体沿光滑的曲面自由下滑

B．物体作竖直上抛运动（不计空气阻力）

C．物体竖直向下匀速运动

D．物体在合外力不为0时的运动

如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中

A．小球在b点时动能最大?	B．小球和弹簧总机械能守恒
C．到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D．b→c过程中小球的机械能减少

如图甲所示，一半径R=1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于B处，圆弧轨道的最高点为M，斜面倾角θ=37⁰，t=0时刻有一物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示。若物块恰能到达M点，（取g=10m/s²,sin37⁰=0.6,cos37⁰=0.8），求：

（1）物块经过B点时的速度；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数；
（3）AB间的距离。

23.如图所示，光滑的圆环半径为R，固定在一粗糙水平面上，水平面与圆环底部相切，跟圆环最低点B相距为L的A处的一质量为m的小球，以v₀（未知）速度沿水平轨道进入圆环，并在圆环内做圆周运动，小球与水平间的滑动摩擦因数为μ。问v₀应满足什么条件，才能使小球在圆环内做完整的圆周运动？

两质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h。物块从静止滑下，然后又滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。

.如图所示．在一个半径为R的半圆形光滑固定的轨道边缘，装着一个定滑轮，一轻绳跨过定滑轮，两端系着质量分别为m和M的物体（m＞2M），现将m从静止开始释放，m从轨道上边缘滑到此位置（α=60⁰）时的速率是               ．