如图所示,在光滑水平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道,其底端恰与水平面相切。质量为m的小球以一定的初速度从水平面经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽。小球通过最高点C时,对轨道的压力恰好为0。小球从C点飞出后,落到水平面上的A点。不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球通过B点时对半圆槽的压力大小;
(2)A、B两点间的距离;
(3)小球落到A点时速度方向与水平面夹角的正切值。
(1)小球通过B点时对半圆槽的压力大小;
(2)A、B两点间的距离;
(3)小球落到A点时速度方向与水平面夹角的正切值。
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更新时间:2020-07-27 11:59:15
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图所示装置,从左到右依次是倾斜轨道
、关于竖直线
对称的圆心角
的圆弧轨道
、以速度
顺时针转动的传送带
和足够长的水平轨道
。轨道
和
平滑连接,
间不计空隙。开始时,小物块甲从
某处静止释放,经
后从
点飞出,由
点水平进入传送带后与固定在
上的另一小物块乙发生碰撞,碰后速度大小不变,方向相反。已知
的水平距离
竖直距离
,传送带
长
,物块甲
,可视为质点,其与传送带间的动摩擦因数
,其它各处摩擦不计。(
取
,
)
(1)求轨道
的半径
;
(2)若传送带速度
,请通过计算判断甲与乙碰撞后,能否向左返回
点,若能,请计算物块甲返回
点时具有的速度
的大小;
(3)要使甲碰撞反弹后,均能从
点水平向左飞出,重新从
点沿圆弧切线方向进入轨道
,求传送带速度
应满足的条件。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f52a58fbaf4fea03567e88a9f0f6e37e.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
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(1)求轨道
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca67a5b8f69507c8b80379e86f90a8ce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
(2)若传送带速度
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a30f3a8b673cc28bd90c50cf1a35281.png)
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(3)要使甲碰撞反弹后,均能从
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8455657dde27aabe6adb7b188e031c11.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca67a5b8f69507c8b80379e86f90a8ce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc13a607ac0c7f76d252d7cb1bb040fd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/27/cec960d4-9f2c-419c-a644-e838ad93ef6a.png?resizew=405)
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图,长为R=0.9m的轻杆,在其一端固定一物块(看成质点),物块质量m=0.9kg,以O点为轴使物块在竖直平面内做圆周运动,其右端有一倾斜的传送带正在以速度
=16m/s顺时针方向转动,传送带顶端与圆周最高点相距
,忽略传送带圆弧部分的影响..当物块经过最高点时。(g取10m/s2)
(1)若物块刚好对杆没有作用力,则物块速度
为多大?
(2)在第(1)间的情况下,若物块从最高点脱出做平抛运动,要使物块刚好从传送带顶端与传送带相切进入传送带,则传送带的倾角θ应该为多大?
(3)在第(2)问的情况下,若传送带长为L=11m,物块与传送带之间的动摩擦因数为
,则物块从传送带顶端运动到底端的时间是多少?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/495073b712b30ff06263f344b3adbce9.png)
(1)若物块刚好对杆没有作用力,则物块速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f44c235d8b49207ad3f2d77dc5d6cf20.png)
(2)在第(1)间的情况下,若物块从最高点脱出做平抛运动,要使物块刚好从传送带顶端与传送带相切进入传送带,则传送带的倾角θ应该为多大?
(3)在第(2)问的情况下,若传送带长为L=11m,物块与传送带之间的动摩擦因数为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/34bc6f0f37d83f7b8cb03a2e24affbff.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/26/787f3bd0-d9b8-42ef-82c1-e7c18be36d86.png?resizew=220)
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,水平粗糙轨道OB与处于竖直平面内的半圆形光滑轨道BC平滑连接,半圆的直径与地面垂直,半圆形光滑轨道半径
。一质量
的小物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,小物块恰好通过C点,并落回至A点,小物块与地面间的动摩擦因数
,重力加速度
。
(1)求A、B两点间的距离;
(2)求弹簧被压缩至A点时的弹性势能;
(3)若改变半圆形光滑轨道的半径,小物块从C点飞出后做平抛运动的水平距离也将改变,则R为多少时,水平距离有最大值?最大值为多少?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59184d6ca2499b573e99b3b211ca75e9.png)
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(1)求A、B两点间的距离;
(2)求弹簧被压缩至A点时的弹性势能;
(3)若改变半圆形光滑轨道的半径,小物块从C点飞出后做平抛运动的水平距离也将改变,则R为多少时,水平距离有最大值?最大值为多少?
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适中
(0.65)
【推荐2】从空中以2m/s的初速度平抛一重为质量1kg的物体,物体在空中运动0.6s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)物体平抛运动过程中重力做的功;
(2)物体平抛运动过程中重力做功的平均功率;
(3)物体落地前重力的瞬时功率(g取10m/s2)
(1)物体平抛运动过程中重力做的功;
(2)物体平抛运动过程中重力做功的平均功率;
(3)物体落地前重力的瞬时功率(g取10m/s2)
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适中
(0.65)
【推荐1】如图甲,用一根轻杆带动一个小球在竖直平面内做圆周运动,小球运动到最高点时轻杆与小球间的弹力大小为F,F与小球运动到最高点速度的平方(
)的关系图像如图乙所示,小球半径不计,重力加速度
,求:
(1)小球的质量;
(2)轻杆的长度;
(3)当F等于7N时,小球在最高点的速度大小;
(4)若将图甲中的轻杆换成同样长短的轻绳,请在图丙中完成图线(只做出图线即可,图线上需要标明关键信息)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f084b4f66f7f32217cef99e0b7c22d.png)
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(1)小球的质量;
(2)轻杆的长度;
(3)当F等于7N时,小球在最高点的速度大小;
(4)若将图甲中的轻杆换成同样长短的轻绳,请在图丙中完成图线(只做出图线即可,图线上需要标明关键信息)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/9/2975818423574528/2977138046844928/STEM/4d1d03fa-5f58-469b-ad54-b3e00bf8c2b4.png?resizew=616)
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适中
(0.65)
【推荐2】如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m,θ=53°,小球到达A点时的速度v=5 m/s 。(取g =10 m/s2)求:
(1)小球做平抛运动的初速度v0;
(2)P点与A点的水平距离和竖直高度;
(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
(1)小球做平抛运动的初速度v0;
(2)P点与A点的水平距离和竖直高度;
(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/7/2457655346970624/2457693023428608/STEM/fc9b3bc3-e727-4606-8b02-b3e700455458.png?resizew=261)
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适中
(0.65)
【推荐1】如图所示,
、
、
是同一竖直面的三段,它们之间平滑连接。其中
为光滑圆弧轨道,
为圆心,
在
点的正下方,
,半径
。
段是水平传送带,长为
,始终保持匀速传送。
段水平,长为
。一质量为
的小物块从
由静止释放,最终恰好停在
点。已知物块与
段传送带间的动摩擦因数为0.4,与
间的动摩擦因数为0.5,重力加速度
取
。求:
(1)物块经过
点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)传送带运转速率及方向;
(3)传送带由于传送物块多消耗的电能。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f52a58fbaf4fea03567e88a9f0f6e37e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0dc5c9827dfd0be5a9c85962d6ccbfb1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f52a58fbaf4fea03567e88a9f0f6e37e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/185ad6620818563a5de71aab78d621b6.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
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(1)物块经过
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(2)传送带运转速率及方向;
(3)传送带由于传送物块多消耗的电能。
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】带有光滑圆弧轨道的滑块质量为
静止在光滑水平面上,轨道足够高且轨道下端的切线方向水平.今有一质量为
的小球以水平初速度
滚上滑块,如图所示,求:
(1)小球沿圆弧轨道上升的最大高度h; (g取10m/s2)
(2)小球又滚回来和轨道分离时两者的速度大小.
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(1)小球沿圆弧轨道上升的最大高度h; (g取10m/s2)
(2)小球又滚回来和轨道分离时两者的速度大小.
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】某课外兴趣小组,根据手中的器材,设计了如下的轨道和装置,模拟工业上简易的传输系统:如图所示,在某竖直平面内:水平地面BC左端与光滑曲面AB平滑连接于B点,右端与半径
、内壁光滑的
细圆管CD相切于C点,B、C间的距离为1m,管口D正下方一根轻弹簧直立于水平地面上,弹簧下端固定,上端恰好与管口D平齐,并处于自然状态。实验用的小球直径均略小于管径,与BC间的动摩擦因数均为
,一质量为
的小球甲放在曲面AB上,从距离BC面的高度ℎ处由静止释放,小球进入管口C时,它的速度大小为4m/s,通过CD后,当弹簧压缩到最短时,其压缩量为
(未超过弹性限度),小球可视为质点,若不计空气阻力,取重力加速度
,求:
(1)释放点距离BC面高度ℎ;
(2)当弹簧压缩到最短时,弹簧的弹性势能Ep;
(3)为实现高处与低处的双向传输,当弹簧压缩至最短时,立即锁定弹簧;取走小球甲,把质量为
的小球乙轻放在弹簧上端,稳定后,解除锁定,若小球乙能运动至小球甲最初在曲面AB上的释放点,则
应满足什么条件?
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(1)释放点距离BC面高度ℎ;
(2)当弹簧压缩到最短时,弹簧的弹性势能Ep;
(3)为实现高处与低处的双向传输,当弹簧压缩至最短时,立即锁定弹簧;取走小球甲,把质量为
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