滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱,如今滑板运动已经成为奥林匹克家族中的一员,将在2020年东京奥运会上首次亮相。如图所示,滑板运动员在U形槽中的运动可以简化为:AC和DE是两段半径为R的光滑圆弧形轨道,DE段的圆心为O点,水平轨道CD段长为8m,滑板与轨道CD段的动摩擦因数为=0.075。一运动员从轨道上的A点以一速度水平滑出,下落h高度落在槽壁上B点,且运动员通过调整刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC(在调整过程中无机械能增减),经CD轨道后冲上DE轨道,速度减为零后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg,h=1.8m,R=3m,g取10m/s2。求:
(1)运动员从A点跳入槽内时的初速度大小;
(2)滑过圆弧形轨道D点时对轨道的压力;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最终静止在何处?(结果可以保留根号)
(1)运动员从A点跳入槽内时的初速度大小;
(2)滑过圆弧形轨道D点时对轨道的压力;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最终静止在何处?(结果可以保留根号)
更新时间:2020-05-15 14:22:57
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【推荐1】如图,质量为M、长为L=3m、高为h=1.8m的矩形滑块置于水平地面上,滑块与地面间动摩擦因数为μ=0.5,滑块上表面光滑,其右端放置一个质量为m的很小的小球,已知它们质量的关系是M=5m。用水平外力击打滑块左端,使其在瞬间获得向右的速度v0,若经过一段时间后小球落地。
(1)请分析这段时间内小球的运动情况;
(2)要使小球落地,求v0需满足的条件;
(3)若v0=10m/s,求从滑块开始运动到球落地经历的时间;
(4)在(3)情形下小球落地并以的速率反弹,与地接触时间为0.75s,求小球反弹到最高时距滑块左端的水平距离d。
(1)请分析这段时间内小球的运动情况;
(2)要使小球落地,求v0需满足的条件;
(3)若v0=10m/s,求从滑块开始运动到球落地经历的时间;
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【推荐2】如图所示,车厢内的小桌上固定一光滑斜面,除去小球车厢的总质量为M、小球的质量为m,斜面倾角为α.车在水平推力作用下向右做匀加速直线运动,小球(视为质点)始终与车相对静止,小球距桌面的高度为h,距车厢地板高度为H,离桌面边缘水平距离为L,离车厢前壁的距离为d.车在运动过程中所受的阻力等于车对地面压力的k倍,重力加速度为g.
(1)求水平推力F1的大小
(2)若M=10kg,m=1kg,α=37°, k=0.20,h=0.20m,H=0.80m,L=0.30m,d=1.60m,g=10m/s2.当车速为v0=15m/s时,撤去推力F1同时对车施加水平向左的拉力F2(如虚线所示),小球立即离开斜面向右飞去.为使小球在运动中不碰到桌子和前壁,所加拉力F2应满足什么条件?
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(2)若M=10kg,m=1kg,α=37°, k=0.20,h=0.20m,H=0.80m,L=0.30m,d=1.60m,g=10m/s2.当车速为v0=15m/s时,撤去推力F1同时对车施加水平向左的拉力F2(如虚线所示),小球立即离开斜面向右飞去.为使小球在运动中不碰到桌子和前壁,所加拉力F2应满足什么条件?
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【推荐3】如图所示,水平传送带以一定速度匀速运动,将质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上的P点,物块运动到A点后被水平抛出,小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、C为圆弧上的两点,其连线水平,已知圆弧对应圆心角,A点距水平面的高度h=3.2m,圆弧C点与斜面CD恰好相切,小物块到达C点时的速度大小与B点相等,并沿固定斜面向上滑动,小物块从C点到第二次经过D点的时间间隔为1.6s,已知小物块与斜面间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2,取,,求:
(1)小物块从A到B的运动时间;
(2)小物块离开A点时的水平速度大小;
(3)斜面上C、D点间的距离。
(1)小物块从A到B的运动时间;
(2)小物块离开A点时的水平速度大小;
(3)斜面上C、D点间的距离。
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【推荐1】如图,高的桌面上固定一半径的四分之一光滑圆弧轨道,轨道末端B与桌面边缘水平相切,地面上的C点位于B点的正下方。将一质量的小球由轨道顶端A处静止释放,取。
(1)不计空气阻力,求小球落地点距C点的距离;
(2)若加上如图所示的恒定水平风力,将小球由A处静止释放,要使小球恰落在C点,作用在小球上的风力应为多大?
(3)在题(2)的情况中,求小球在轨道上运动过程对轨道的最大压力。
(1)不计空气阻力,求小球落地点距C点的距离;
(2)若加上如图所示的恒定水平风力,将小球由A处静止释放,要使小球恰落在C点,作用在小球上的风力应为多大?
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【推荐2】如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2m的光滑1/4圆形轨道,BC段为高为h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道.一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B点时速度的大小为2m/s,离开B点做平抛运动(g取10m/s2),求:
(1)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小?
(2)如果在BCD轨道上放置一个倾角45°的斜面(如图中虚线所示)求它第一次落在斜面上的位置.
(1)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小?
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【推荐3】如图所示,一轨道由半径的四分之一竖直粗糙圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为的小球从A点静止释放,经过圆弧上的B点时,速度大小为,小球经过BC段所受阻力为其重力的0.2倍,然后从C点水平飞离轨道,落到水平面上的点,P、C两点间的高度差为3.2m。小球运动过程中可以视为质点,且不计空气阻力。
(1)求小球运动至B点时对圆轨道的压力大小;
(2)若BC段长度,求小球落点P与B点的水平距离;
(3)若BC段长度L可调,为使小球落点与B点的水平距离最大,求BC段的长度L。
(1)求小球运动至B点时对圆轨道的压力大小;
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(3)若BC段长度L可调,为使小球落点与B点的水平距离最大,求BC段的长度L。
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【推荐1】如图所示,AC为光滑半圆轨道其半径R=1m,BD为粗糙斜面轨道其倾角θ=37°,D距水平面高度h=6m,两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道AB相连,B处用光滑小圆弧平滑连接,轨道均固定在同一竖直平面内。在水平轨道上,用挡板将a、b两物块间的轻质弹簧压缩后处于静止状态,物块与弹簧不拴接。同时放开左右两挡板,物块b恰好能到达斜面轨道最高点D,已知物块a、b的质量均为2.5kg,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,物块到达A点或B点之前已和弹簧分离。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)弹簧储存的弹性势能;
(2)物块p离开C后的落地点到A的距离。
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(2)物块p离开C后的落地点到A的距离。
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【推荐2】如图所示,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆轨道相切于B点,右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点,已知光滑圆轨道的半径R=0.45m,水平轨道BC长为0.4m,其动摩擦因数μ=0.2,光滑斜面轨道上CD长为0.6m,取g=10m/s2,求:
(1)滑块第一次经过B点时对圆轨道的压力;
(2)整个过程中弹簧具有的最大弹性势能;
(3)滑块在BC上通过的总路程。
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【推荐3】如图所示,地面固定一个圆心为O,竖直放置的光滑半圆轨道ABC,B为半圆轨道中点,半径,。木板DE质量为m,长度,E与A距离,木板与地面间的动摩擦因数为,木板与A碰撞后立即原速率返回,并由地面控制装置(图中末画出)保证E与A只能碰撞一次,E与A等高,以使E与A重合时板上的物体可以滑入半圆轨道,当E与A一旦分离,板上物块将落地而无法进入半圆轨道。一个可看作质点的物体质量为M=4m,物体与木板间动摩擦因数为,物体在合适的位置以合适的初速度开始向右运动,重力加速度,结果可保留分数和根号,求:
(1)要使物体沿轨道恰好到达C点,物体在A处的速度的大小;
(2)要使物体沿轨道到达C点,物体初速度的取值范围。
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【推荐1】 如图甲,点为单摆的固定悬点,将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到A点,释放摆球,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线,图中为摆球从A点开始运动的时刻,取。求:(计算结果保留根号和π)
(1)单摆的摆长;
(2)摆球的质量及小球到达B点时速度大小;
(3)摆球在四分之一周期内从A运动到B过程中摆线对小球拉力的冲量大小。
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(0.4)
【推荐2】如图甲所示,长度为L=0.8m的轻杆一端与质量为m=1kg、可视为质点的小球相连,另一端可绕水平光滑固定轴在竖直平面内自由转动,现给小球一个水平向右的初速度v0=2m/s,使小球从最高点开始在竖直平面内做圆周运动,g取10m/s2,不计空气阻力,试通过计算说明以下问题:
(1)小球经过最低点时的速度为多大;
(2)小球经最高点时,它对杆的弹力为多大;
(3)杆中弹力为零时,小球的水平分速度vx为多大;
(4)取小球经过最高点时为计时零点,取水平向右为正方向,请在图乙中定性的画出小球的水平分速度vx随时间t的变化关系图像(至少画一个周期)。
(1)小球经过最低点时的速度为多大;
(2)小球经最高点时,它对杆的弹力为多大;
(3)杆中弹力为零时,小球的水平分速度vx为多大;
(4)取小球经过最高点时为计时零点,取水平向右为正方向,请在图乙中定性的画出小球的水平分速度vx随时间t的变化关系图像(至少画一个周期)。
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