小明设计了一个弹球游戏装置,如图所示,ABCD为四分之三圆弧轨道,A端通过竖直过渡轨道PA与弹射装置相连,D端通过水平过渡轨道DE与水平轨道EG相连,两过渡轨道稍微错开;管径很小的圆形细管与轨道EG相切于O点,细管底部进出口O、稍微错开,整个轨道固定于同一竖直平面内,各段轨道间均平滑连接。现有一小球(可视为质点)被压缩的轻弹簧从P点弹出后沿轨道运动。已知小球质量m=0.2kg,轨道ABCD的半径r=0.1m,细管的圆半径R=0.2m,P、A两点间的高度差h=0.5m,O、E两点间的距离L=1m,O、G两点间的距离足够大,小球与轨道EG间的动摩擦因数,其余轨道均光滑,弹簧的最大弹性势能Epm=2.2J弹簧的形变始终不超过其弹性限度,小球运动时始终未脱离轨道。
(1)求小球通过B点的最小速度和对应的弹簧弹性势能;
(2)为使小球最终停在EO段,求弹簧弹性势能应满足的条件;
(3)以O点为坐标原点,O点指向G点的方向为正方向建立x轴,在图乙中画出弹簧弹性势能Ep与小球最终停下的位置坐标x的关系图线(本小题不需要写出具体解答过程,但需要标出关键点的坐标值)。
(1)求小球通过B点的最小速度和对应的弹簧弹性势能;
(2)为使小球最终停在EO段,求弹簧弹性势能应满足的条件;
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更新时间:2020-06-05 17:59:09
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【知识点】 常见力做功与相应的能量转化
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【推荐1】如图所示,把一个有孔的小球装在轻质弹簧一端,弹簧的另一端固定,小球穿在光滑的杆上,能够自由滑动.若用拉力将小球向右缓慢 拉离平衡位置,当拉力为8N时,小球偏离平衡位置的距离为4cm,在此处由静止释放小球,小球开始做简谐运动.以小球的平衡位置为原点,向右为正方向建立x轴描述小球振动过程中的位移.已知小球的质量为0.2kg,不计弹簧质量和一切阻力.
(1)求运动过程中小球的最大加速度大小.
(2)画出小球又释放点回到平衡位置的过程中弹簧弹力随位移变化的图象,并计算这个过程中弹簧弹力做的功.
(3)求运动过程中小球的最大速度大小.
(1)求运动过程中小球的最大加速度大小.
(2)画出小球又释放点回到平衡位置的过程中弹簧弹力随位移变化的图象,并计算这个过程中弹簧弹力做的功.
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【推荐2】如图所示,质量mA=2kg的木板A被锁定在倾角为的光滑斜面的顶端,质量为mB=1kg的可视为质点的物块B恰能在木板A上匀速下滑。现让物块B以v0=7.5m/s的初速度从木板的上端下滑,同时解除对木板A的锁定。取10m/s2,斜面足够长。求:
(1)要使物块B不从木板A上滑落下来,则木板A的长度至少为多少;
(2)在物块B不从木板A上滑落的前提下,系统损失的机械能最多是多少。
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(2)在物块B不从木板A上滑落的前提下,系统损失的机械能最多是多少。
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