如图所示,粗糙平直轨道与半径为R的光滑半圆形竖轨道平滑连接,可视为质点质量为m的滑块A与质量为2m的滑块B放在光滑水平面上,中间放有弹性物质,滑块与平直轨道间的动摩擦因数为μ,平直轨道长为L,现释放弹性物质的能量,使A以水平向右的初速度滑上平直轨道,滑过平直轨道后冲上圆形轨道,在圆形轨道最低点处有压力传感器,滑块沿圆形轨道上滑的最大高度h与滑块通过圆形轨道最低点时压力传感器的示数F之间的关系其中两个值如图乙所示。
(1)若滑块A沿圆形轨道上滑的最大高度为R,求弹性物质释放的能量;
(2)求图乙中的F0的最小值;
(3)请通过推导写出h与F的关系式,并将图乙补充完整。
(1)若滑块A沿圆形轨道上滑的最大高度为R,求弹性物质释放的能量;
(2)求图乙中的F0的最小值;
(3)请通过推导写出h与F的关系式,并将图乙补充完整。
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更新时间:2021-03-05 15:13:32
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【推荐1】如图所示,用一块长L1=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌面离地高H=0.8m,桌面长L2=1.5m,斜面和水平桌面间的倾角θ可以在0
60°之间调节后固定,将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端无初速释放,物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.05,物块和桌面间的动摩擦因数为μ2,忽略物块在斜面和桌面交接处的能量损失。(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)当物块刚好能从斜面开始下滑时,求斜面的倾角θ;(用正切值表示)
(2)当θ角增大到37°时,物块下滑后恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数μ2;
(3)若将(2)中求出的μ2作为已知条件,继续增大θ角,求物块落地点与墙面的距离最大值S总,及此时斜面的倾角θ。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/481b17dd4d5c68caedac72161c7777c6.png)
(1)当物块刚好能从斜面开始下滑时,求斜面的倾角θ;(用正切值表示)
(2)当θ角增大到37°时,物块下滑后恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数μ2;
(3)若将(2)中求出的μ2作为已知条件,继续增大θ角,求物块落地点与墙面的距离最大值S总,及此时斜面的倾角θ。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/2/5/2392388298506240/2392557591044096/STEM/3f608e63-e33d-4880-844a-b891c0cc33c1.png?resizew=163)
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【推荐2】物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究,其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道OA、半径为R1=0.6m的半圆单层轨道ABC、半径为R2=0.1m的半圆圆管轨道CDE、平台EF和IK、凹槽FGHI组成,且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为M=0.1kg的无动力摆渡车Q并紧靠在竖直侧壁FG处,其长度L1=1m且上表面与平台EF、IK平齐。水平面OA的左端通过挡板固定一个弹簧,弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的滑块P,弹簧的弹性势能最大能达到
。小张同学选择了质量为m=0.2kg的滑块Р参与游戏,游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区JK段。已知凹槽GH段足够长,摆渡车与侧壁H相撞时会立即停止不动,滑块与摆渡车上表面和平台IK段的动摩擦因数为μ=0.5,其他所有摩擦都不计,IJ段长度L2=0.4m,JK段长度L3=0.7m,重力加速度g=10m/s2.,求:
(1)若小张同学弹出的滑块恰好能过C点,求滑块经过与圆心O等高的B处时轨道对它的支持力大小;
(2)小张同学至少以多大的弹性势能将滑块弹出,滑块才能滑上摆渡车Q;
(3)如果小张同学将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段,则他发射时的弹性势能应满足什么要求。(计算结果保留两位有效数字)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aec3c1628e671ea65ed1293d3b2b4c8b.png)
(1)若小张同学弹出的滑块恰好能过C点,求滑块经过与圆心O等高的B处时轨道对它的支持力大小;
(2)小张同学至少以多大的弹性势能将滑块弹出,滑块才能滑上摆渡车Q;
(3)如果小张同学将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段,则他发射时的弹性势能应满足什么要求。(计算结果保留两位有效数字)
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【推荐1】如图所示,光滑的水平桌面上有等大的质量分别为
、
的两个小球,中间夹着一个被压缩的具有
弹性势能的轻弹簧
弹簧与两球不相连
,原来处于静止状态,现突然释放弹簧,球m脱离弹簧滑向与水平相切的竖直放置的光滑半圆形轨道,到达最高点B时小球对轨道的压力为3N,
,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/30/2108039481483264/2110368336379904/STEM/1f269567-09fd-4c3c-972b-9d0512a5e434.png?resizew=177)
(1)两小球离开弹簧时的速度大小;
(2)半圆形轨道半径.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73604946955572d97bb734c6e0a6989d.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46a6a294d3d7206bcdde5b943dbe94f0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/30/2108039481483264/2110368336379904/STEM/1f269567-09fd-4c3c-972b-9d0512a5e434.png?resizew=177)
(1)两小球离开弹簧时的速度大小;
(2)半圆形轨道半径.
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名校
【推荐2】如图所示,有一足够长的传送带以
的速率逆时针匀速转动,倾角
,传送带在M点与光滑水平地面平滑连接,有一半径
竖直光滑半圆轨道在N点与地面平滑连接,其中MN间距足够大,一压缩的轻质弹簧被细线锁住,可视为质点的A、B两滑块分别紧靠左右两侧并处静止状态,某一时刻烧断细线,与轻质弹簧分离后A滑上传送带,B恰好能通过半圆轨道最高点P,A、B的质量分别为
、
,A与传送带间的动摩擦因数为
,重力加速度g取
,
。求:
(1)被压缩的轻质弹簧的弹性势能
;
(2)滑块A在传送带上滑行最大距离;
(3)在保证能通过半圆轨道最高点情形下,半圆轨道的半径取不同值时B落在水平面上与N之间距离的最大值。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fda5655ef480683a2d3b74f0b523439.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59184d6ca2499b573e99b3b211ca75e9.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f986badfc5dea707c164e2ab6c98dd06.png)
(1)被压缩的轻质弹簧的弹性势能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b68a83af8bfb3cbe23debe9d7d02f969.png)
(2)滑块A在传送带上滑行最大距离;
(3)在保证能通过半圆轨道最高点情形下,半圆轨道的半径取不同值时B落在水平面上与N之间距离的最大值。
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【推荐3】如图所示,足够长光滑的水平轨道AB的左端与长为L=5m的水平传送带相接,传送带的左端再与足够长的倾角为θ=37°的斜面相连接(滑块经过两连接位置时无能量损失),传送带逆时针转动,速度v0=13m/s,AB轨道的右边是光滑竖直半圆轨道,半径R=1m。用轻质细线连接可看作质点的甲、乙两滑块,中间夹一轻质压缩弹簧,弹簧压缩时的弹性势能为112.5J,弹簧与甲、乙两滑块不拴连。甲的质量为m1=3kg,甲、乙均静止在AB水平轨道上。现固定甲滑块,烧断细线,乙滑块离开弹簧后经传送带在斜面上滑行的最远距离为s=11m,已知乙滑块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为0.5和0.05,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8:
(1)求滑块乙的质量;
(2)在乙滑块固定的情况下烧断细线,求甲滑块离开弹簧后进入半圆轨道通过最高点D时对轨道的压力大小;
(3)甲、乙两滑块均不固定,烧断细线,弹簧恢复原长后撤去弹簧,问甲滑块和乙滑块能否再次在AB面上发生水平碰撞?若碰撞,求再次碰撞前瞬间甲、乙两滑块的速度;若不会碰撞,说明原因。
(1)求滑块乙的质量;
(2)在乙滑块固定的情况下烧断细线,求甲滑块离开弹簧后进入半圆轨道通过最高点D时对轨道的压力大小;
(3)甲、乙两滑块均不固定,烧断细线,弹簧恢复原长后撤去弹簧,问甲滑块和乙滑块能否再次在AB面上发生水平碰撞?若碰撞,求再次碰撞前瞬间甲、乙两滑块的速度;若不会碰撞,说明原因。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/30/2495590083870720/2495775517310976/STEM/37877de6-9058-4490-9474-cd44dca9d54f.png?resizew=766)
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