如图所示,固定在光滑水平面上的发射器可发射不同速度的小球,小球通过水平面后进入光滑圆轨道做变速圆周运动。圆轨道由共圆心的内轨和外轨组成,内、外轨半径分别为r和R,两轨道的径向间距略大于小球直径。已知小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,试求:
(1)小球的最小发射速度;
(2)若小球经过某段轨迹时对外轨无压力,求对外轨无压力的最长轨迹对应圆心角的正弦。(结果可以保留根号)
(1)小球的最小发射速度;
(2)若小球经过某段轨迹时对外轨无压力,求对外轨无压力的最长轨迹对应圆心角的正弦。(结果可以保留根号)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/16/2594173727408128/2594705052778496/STEM/e3e108b0-fce3-4395-beda-e7fd9ecd4032.png?resizew=205)
更新时间:2020-11-17 08:03:51
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名校
【推荐1】如图所示,一位质量m=50kg参加“挑战极限“的业余选手,要越过一宽度为s=3m的水沟,跃上高为H=2.0m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=3m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变、同时脚蹬地,人被弹起,离开地面的一瞬间重心高h=1m,到达最高点时杆处于竖直,人的重心在杆的顶端。运动过程中空气阻力可忽略不计。
(1)第一次试跳,人到达最高点时对弹性杆恰好无压力,则人在B点离开地面时的速度v1是多少;
(2)第二次试跳,人在最高点放开杆水平飞出,恰好趴落到平台边缘,则人在最高点飞出时速度v2至少多大;
(3)设在第二次试跳中,人跑到B点时速度大小为vB=8m/s,求人在B点蹬地弹起瞬间,至少应做多少功。
(1)第一次试跳,人到达最高点时对弹性杆恰好无压力,则人在B点离开地面时的速度v1是多少;
(2)第二次试跳,人在最高点放开杆水平飞出,恰好趴落到平台边缘,则人在最高点飞出时速度v2至少多大;
(3)设在第二次试跳中,人跑到B点时速度大小为vB=8m/s,求人在B点蹬地弹起瞬间,至少应做多少功。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/23/2964109962788864/2964282507517952/STEM/4e06a0f8-be76-431c-8ee3-4b8c72112e87.png?resizew=402)
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(0.65)
【推荐2】如图所示,一个光滑斜面与竖直方向的夹角为
,斜面的下端与第一个光滑圆形管道相切,第二个光滑圆形管道与第一个圆形管道也相切,两个光滑圆形管道粗细不计,其半径均为R,小物块可以看作质点。物块由静止从某一高度沿斜面下滑,至圆形管道的最低点A时,对轨道的压力是重力的7倍,求:
(1)物块到达A点时的速度;
(2)物块到达最高点B时,对管道压力的大小与方向;
(3)物块释放的高度(相对A点)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6b86c22b670a8e9f3896f9e8883fbbb.png)
(1)物块到达A点时的速度;
(2)物块到达最高点B时,对管道压力的大小与方向;
(3)物块释放的高度(相对A点)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/16/de2f9957-429b-493f-bb02-dbc16ecace72.png?resizew=186)
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】单摆是我们研究简谐运动中常用的模型。已知某单摆的摆长为L,摆球质量为m,当地重力加速度为g。将此摆球在所在的竖直平面内向拉离平衡位置一个小角度
,自由释放。
(1)在
很小时,
(其中x为小球的位移),由此写出单摆回复力与位移的关系式,并说明为何单摆可视为简谐运动;
(2)简谐运动的周期公式
(其中k是回复力与位移的比例系数,m为系统的质量),结合(1)推导出单摆的周期公式;
(3)当摆球运动到最低点时,求细线拉力的大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
(1)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d0e8731ddfcdcdca4e05e7f7d038528.png)
(2)简谐运动的周期公式
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcf515f5beddc5e928aaaf446544024a.png)
(3)当摆球运动到最低点时,求细线拉力的大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/20/8f06047e-5bf1-4014-8d06-60fbf8081673.png?resizew=60)
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(0.65)
名校
【推荐2】如图所示,在竖直平面内倾角
的粗糙斜面AB、粗糙水平地面BC、光滑半圆轨道CD平滑对接,CD为半圆轨道的竖直直径,BC长为l,斜面最高点A与地面高度差为h=1.5l,轨道CD的半径为
,C点静止有一个质量为2m的小球Q。现将质量为m的小滑块P从A点由静止释放,P与AB、BC轨道间的动摩擦因数均为
,P与Q发生碰撞的时间极短且没有机械能损失,已知重力加速度大小为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)P碰撞Q之前瞬间,滑块P的速度大小;
(2)P碰撞Q之后瞬间,小球Q对圆轨道的压力大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fda5655ef480683a2d3b74f0b523439.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1b167281b5cb53c0a727724c2b86bb2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f0e139cdc7615403e3c73c877810d3d.png)
(1)P碰撞Q之前瞬间,滑块P的速度大小;
(2)P碰撞Q之后瞬间,小球Q对圆轨道的压力大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/23/f935986f-5cc5-4d48-ba3b-89f51465e1fb.png?resizew=235)
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