如图所示,一个质量为的滑块从斜面上由静止释放,无碰撞地滑上静止在水平面上的木板,木板质量为,当滑块和木板速度相等时,滑块恰好到达木板最右端,此时木板撞到与其上表面等高的台阶上,滑块冲上光滑的水平台阶,进入固定在台阶上的光滑圆形轨道内侧,轨道在竖直平面内,半径为,滑块到达轨道最高点时,与轨道没有作用力。已知滑块可视为质点,斜面倾角,滑块与斜面、滑块与木板间动摩擦因数均为,木板与地面间动摩擦因数为,重力加速度为,试求:
(1)滑块冲上台阶时的速度大小;
(2)滑块释放时相对斜面底端的高度;
(3)滑块和木板间产生的热量。
(1)滑块冲上台阶时的速度大小;
(2)滑块释放时相对斜面底端的高度;
(3)滑块和木板间产生的热量。
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更新时间:2021-04-18 07:33:59
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【知识点】 能量守恒定律与曲线运动结合
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(0.4)
【推荐1】图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去.如果质量为m的鱼饵到达管口C时,对上侧管壁的弹力恰好为mg.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g、求:
(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小vC;
(2)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在360°角的范围内缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在m到m之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?
(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小vC;
(2)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在360°角的范围内缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在m到m之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,货舱P中的两种谷物需要通过如下装置进行分离。谷物以相同的初速度v0=3m/s通过半径为R=0.4m的光滑半圆轨道的最高点A,并沿圆轨道运动至最低点B(最低点B与传送带平滑连接),之后谷物通过长度为L的传送带运动至另一端点C,最终从点C水平飞出落至收集板上,谷物落到收集板后保持静止。利用不同谷物与接触面间不同的动摩擦因数µ这一特性,并通过调节传送带运行速度v和传送带长度L来达到分离的目的,分离效果可由收集板上两种谷物的间距x来衡量。两种谷物和传送带间的动摩擦因数分别是0.2和0.4,点C距收集板的高度为h=1.25m。不考虑轮的半径及谷物在连接处的能量损失,不考虑谷物间的碰撞,忽略空气阻力,重力加速g=10m/s2.(结果可以保留根号形式)
(1)求谷物运动至点B时的速度大小;
(2)若传送带逆时针转动,调整传送带长度L=2.25m,求x;
(3)现调整传送带顺时针运行速度为v=9m/s,为保证谷物的分离效果良好,需满足x≥0.5m,求传送带长度L的取值范围。
(1)求谷物运动至点B时的速度大小;
(2)若传送带逆时针转动,调整传送带长度L=2.25m,求x;
(3)现调整传送带顺时针运行速度为v=9m/s,为保证谷物的分离效果良好,需满足x≥0.5m,求传送带长度L的取值范围。
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