如图所示,竖直平面内半径为的光滑半圆形轨道,与水平轨道AB相连接,AB的长度为。一质量为的小滑块,在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,到B点时撤去力F,小滑块沿圆轨道运动到最高点C时对轨道的压力为3mg,重力加速度为,求:
(1)小滑块在C点的速度大小;
(2)小滑块在B点的速度大小;
(3)恒力F的大小。
(1)小滑块在C点的速度大小;
(2)小滑块在B点的速度大小;
(3)恒力F的大小。
更新时间:2020-11-22 17:36:46
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【推荐1】如图为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧,直道与弯道相切,大、小圆弧圆心OO’距离L=100m. 赛车沿弯道路线行驶,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g=10m/s2,π=3.14),求:
(1)赛车在大圆弧弯道上的速率大小?
(2)赛车在直道上的加速度大小?
(3)赛车通过“梨形”赛道一周所用的时间?
(1)赛车在大圆弧弯道上的速率大小?
(2)赛车在直道上的加速度大小?
(3)赛车通过“梨形”赛道一周所用的时间?
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【推荐2】如图所示,半径为的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合,转台以一定角速度匀速旋转,一质量为的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和点的连线与之间的夹角为。已知重力加速度大小为,小物块与陶罐之间的动摩擦因数,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度;
(2)若小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的取值范围。(,,答案可含根号)
(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度;
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【推荐3】图中给出一段“”形单行盘山公路的示意图,弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧,圆心分别为O1、O2,弯道中心线半径分别为r1 =10m, r2=40m,弯道2比弯道1低h=8m,有一直道与两弯道圆弧相切.质量m为1000kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.0倍,行驶时要求汽车不打滑,已知重力加速度g=10m/s2.
(1)求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度;
(2)汽车以进入直道,以P=20kW的恒定功率直线行驶了t=10s,进入弯道2,此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度,求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功;
(3)汽车从弯道1的A点进入,从同一直径上的B点驶离,有经验的司机会利用路面宽度,用最短时间匀速安全通过弯道,设路宽,求此最短时间(A、B两点都在轨道的中心线上,计算时视汽车为质点)(,计算结果保留两位有效数字).
(1)求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度;
(2)汽车以进入直道,以P=20kW的恒定功率直线行驶了t=10s,进入弯道2,此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度,求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功;
(3)汽车从弯道1的A点进入,从同一直径上的B点驶离,有经验的司机会利用路面宽度,用最短时间匀速安全通过弯道,设路宽,求此最短时间(A、B两点都在轨道的中心线上,计算时视汽车为质点)(,计算结果保留两位有效数字).
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【推荐1】如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角的斜轨道平滑连接而成。质量m=0.1kg的小滑块从弧形轨道离地高H=1.0m处静止释放。已知R=0.2m,LAB=LBC=1.0m,滑块与轨道AB间的动摩擦因数为μ1=0.25,与轨道BC间的动摩擦因数均为μ2=0.5,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。(,,)
(1)求滑块运动到圆的最高点时速度大小和滑块对D点的压力大小;
(2)求滑块到达点时的动能;
(3)求物体最终停在何处?离B点有多远?
(1)求滑块运动到圆的最高点时速度大小和滑块对D点的压力大小;
(2)求滑块到达点时的动能;
(3)求物体最终停在何处?离B点有多远?
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【推荐2】某兴趣学习小组设计了一个游戏装置,如图所示。它由足够长的斜面AB、水平轨道BC、固定在水平面上的光滑竖直圆轨道(最低点D处左右两侧内外略错开)和数个高度、宽度相等的台阶组成。游戏时滑块从斜面上合适位置由静止释放,经过圆轨道后从C点水平飞出并直接落到设定的台阶上则视为游戏成功(全程不脱离轨道)。已知斜面AB的倾角,圆轨道半径,水平轨道DC段长,台阶的高和宽都为,滑块与斜面AB之间的动摩擦因数,与水平轨道BC之间的动摩擦因数为,滑块质量,且可视为质点,忽略空气阻力,各部分平滑连接。游戏中滑块从斜面上距B点处静止释放,恰能通过圆轨道的最高点E,已知,,g取10m/s2。求:
(1)滑块恰能通过圆轨道最高点E时速度vE的大小,及滑块在D点时对轨道的压力;
(2)滑块在水平轨道BD段运动过程中摩擦力对其做的功Wf;
(3)要让滑块直接落到第2个台阶上,为使游戏成功滑块释放处与B点之间的距离L应满足的条件。
(1)滑块恰能通过圆轨道最高点E时速度vE的大小,及滑块在D点时对轨道的压力;
(2)滑块在水平轨道BD段运动过程中摩擦力对其做的功Wf;
(3)要让滑块直接落到第2个台阶上,为使游戏成功滑块释放处与B点之间的距离L应满足的条件。
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【推荐3】如图所示,一顶端带有光滑滑轮的斜面体固定在地面上,斜面倾角为,高为;一根轻绳绕过定滑轮,轻绳一端与质量为的物体相连,另一端与质量为的物块相连。初始时物体静止在斜面的底端,物体悬挂在与斜面顶端等高处,且,若触地,则立刻锁定不动。(两物块、以及滑轮均视为质点;,,重力加速度为)
(1)若,,一切摩擦都不计,求触地时的速度大小?
(2)若,一切摩擦都不计,物体能恰好到达斜面顶端,求与的质量关系。
(3)若,斜面与物体之间不光滑,,绳子在突然绷紧时无能量损失,即在绳突然绷紧时会原速反弹。现在通过改变与之间的关系使恰好能到达斜面顶端。求与的质量关系和在斜面上运动的总路程。
(1)若,,一切摩擦都不计,求触地时的速度大小?
(2)若,一切摩擦都不计,物体能恰好到达斜面顶端,求与的质量关系。
(3)若,斜面与物体之间不光滑,,绳子在突然绷紧时无能量损失,即在绳突然绷紧时会原速反弹。现在通过改变与之间的关系使恰好能到达斜面顶端。求与的质量关系和在斜面上运动的总路程。
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