如图所示,竖直平面内有一圆形轨道,圆心为O,半径为R,A、C分别是圆轨道的最低点和最高点,B、D两点与圆心等高,一质量为m的小球静止于A点。小球获得水平初速度后,在竖直面内沿轨道运动。重力加速度为g。
(1)若,小球运动到C点的速度,求小球沿运动过程中克服摩擦力做的功;
(2)若圆轨道光滑,要使小球始终不脱离轨道,求的大小范围。
(1)若,小球运动到C点的速度,求小球沿运动过程中克服摩擦力做的功;
(2)若圆轨道光滑,要使小球始终不脱离轨道,求的大小范围。
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更新时间:2021-04-01 21:45:47
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(0.4)
【推荐1】如图所示,倾角为37°的斜面与一竖直光滑圆轨道相切于A点,轨道半径R=1m,将滑块由B点无初速释放,滑块恰能运动到圆周的C点,OC水平,OD竖直,AB=2m,滑块可视为质点,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数和滑块在斜面上运动时间;
(2)若滑块能从D点抛出,滑块仍从斜面上无初速释放,释放点至少应距A点多远。
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数和滑块在斜面上运动时间;
(2)若滑块能从D点抛出,滑块仍从斜面上无初速释放,释放点至少应距A点多远。
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(0.4)
名校
【推荐2】轻绳系着装满水的水桶(无盖子,可视为质点),在竖直平面内做圆周运动,水的质量,绳长,。求:
(1)桶到最高点时,水不流出的最小速率;
(2)水桶在最高点的速率时,水对桶底压力的大小。
(1)桶到最高点时,水不流出的最小速率;
(2)水桶在最高点的速率时,水对桶底压力的大小。
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(0.4)
【推荐3】图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图。整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为4.0m,圆弧轨道BC的半径为1.8m,圆心O恰在水面处。一质量为60kg的游客(视为质点)可从轨道AB上任意位置滑下,不计空气阻力,重力加速度大小g=10m/s2。
(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,,求游客滑到B点时的速度大小及运动过程AB段轨道摩擦力对游客所做的功Wf;
(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,后受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,以水面为重力势能零点,证明:游客到达P点时的重力势能是其动能的2倍。
(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,,求游客滑到B点时的速度大小及运动过程AB段轨道摩擦力对游客所做的功Wf;
(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,后受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,以水面为重力势能零点,证明:游客到达P点时的重力势能是其动能的2倍。
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(0.4)
【推荐1】如图是一种大型户外水上游乐活动的简化图,光滑斜面轨道固定在地面上,浮板A与斜面底部平滑连接并靠在一起。游客从斜面顶端静止滑下,经过斜面底端后,沿浮板的上表面从左端水平滑上浮板。游客滑上浮板的同时,立即启动引擎,使浮板在恒定牵引力的作用下沿直线驶向目的地。
已知∶斜面高,游客和浮板的质量均为,浮板长度,游客与浮板之间的动摩擦因数,水对浮板的阻力,重力加速度取。求∶
(1)游客滑到斜面底端时速度的大小;
(2)游客刚滑上浮板时加速度的大小;
(3)为保证游客不会脱离浮板,牵引力应满足的条件。
已知∶斜面高,游客和浮板的质量均为,浮板长度,游客与浮板之间的动摩擦因数,水对浮板的阻力,重力加速度取。求∶
(1)游客滑到斜面底端时速度的大小;
(2)游客刚滑上浮板时加速度的大小;
(3)为保证游客不会脱离浮板,牵引力应满足的条件。
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(0.4)
【推荐2】如图所示,竖直光滑半圆环固定在水平光滑桌面上,两足够长、间距为的光滑弹性挡板a、粗糙弹性挡板b垂直桌面平行固定放置,两挡板与直径AC延长线的夹角均为30°。一长度大于半圆环直径的轻杆两端通过铰链各连接一质量均为m的弹性小球P和Q,小球Q放在桌面上,小球P套在竖直圆环上,初始时小球P静止在A点,杆沿直径AC方向。现使小球P以速度竖直向上运动,当P运动到圆环最高点B时,连接小球Q的铰链断开,小球Q继续向左运动无碰撞穿过a板上的小孔后与挡板b发生碰撞,且每次碰撞时垂直挡板方向上的分速度等大反向,小球Q受到挡板b的摩擦力是其受到b板压力的倍。已知重力加速度为g,圆环半径为,两小球均可视为质点,小球Q与挡板的碰撞时间远小于小球Q在两挡板间运动的时间。求:
(1)铰链断开时,小球Q的速度大小;
(2)小球Q进入挡板区域后运动的过程中,两挡板对小球Q做的总功;
(3)小球Q与挡板b第一次碰撞点和最终碰撞点间的距离。
(1)铰链断开时,小球Q的速度大小;
(2)小球Q进入挡板区域后运动的过程中,两挡板对小球Q做的总功;
(3)小球Q与挡板b第一次碰撞点和最终碰撞点间的距离。
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(0.4)
【推荐3】如图所示,长为L的绝缘细线一端拴着一个质量为m、带电量为+q、可视为质点的小球,另一端系在O点,在O点正下方有一个光滑绝缘的圆弧轨道MN关于重锤线OP对称固定,圆弧半径也为L。没有电场时小球绕O点在竖直面内摆动时恰与圆弧轨道接触但无挤压力。现加上水平向右、场强大小(g为重力加速度)的匀强电场,将小球拉至与悬点O等高的A点由静止释放,由于细线所能承受的拉力有限,被拉直瞬间细线断裂,小球垂直圆弧方向的速度瞬间变为零,此后小球从圆弧右端N点飞出,求:
(1)细线被拉断瞬间小球的速度;
(2)小球从N点飞出前瞬间对轨道的压力大小;
(3)小球飞出轨道后能上升的最大高度及小上升到最大高度处时的动量大小。
(1)细线被拉断瞬间小球的速度;
(2)小球从N点飞出前瞬间对轨道的压力大小;
(3)小球飞出轨道后能上升的最大高度及小上升到最大高度处时的动量大小。
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(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧某一位置有一竖直放置的、左上角有一开口的光滑圆弧轨道MNP,其半径为,,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离是。如用质量的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后物块恰停止在桌面边缘D点。现换用同种材料制成的质量为的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后物块能飞离桌面并恰好由P点沿切线滑入光滑圆轨道已知,,
(1) 求物体m2经过M点时的速度;
(2) 求弹簧的弹性势能;
(3) 若圆弧轨道的水平位置及可任意调节,使从C点释放又从D点滑出的质量为物块都能由P点沿切线滑入圆弧轨道,并且还能通过最高点M,求k的取值范围。
(1) 求物体m2经过M点时的速度;
(2) 求弹簧的弹性势能;
(3) 若圆弧轨道的水平位置及可任意调节,使从C点释放又从D点滑出的质量为物块都能由P点沿切线滑入圆弧轨道,并且还能通过最高点M,求k的取值范围。
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(0.4)
【推荐2】如图甲所示为竖直放置的离防轨道,其中圆轨道的半径,在轨道的最低点A和最高点各安装了一个压力传感器(图中未画出),小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放,可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力和。(取)
()若不计小球所受阻力,且小球恰能过点,求小球通过A点时速度的大小。
()若不计小球所受阻力,小球每次都能通过点,随变化的图线如图乙中的a所示,求小球的质量。
()若小球所受阻力不可忽略,小球质量为第()问所述结果,随变化的图线如图乙中的b所示,求当时,小球从A运动到的过程中损失的机械能。
()若不计小球所受阻力,且小球恰能过点,求小球通过A点时速度的大小。
()若不计小球所受阻力,小球每次都能通过点,随变化的图线如图乙中的a所示,求小球的质量。
()若小球所受阻力不可忽略,小球质量为第()问所述结果,随变化的图线如图乙中的b所示,求当时,小球从A运动到的过程中损失的机械能。
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(0.4)
【推荐3】如图,粗糙水平面竖直固定的轨道由两半径不同的光滑细圆管平滑连接,半径分别为R和,连接处C在两圆心连线上,轨道最低点B与水平面平滑连接,竖直线,与上轨道最左端相切,水平面上固定一轻弹簧。现把一质量为m的小物块压缩弹簧至P点,静止释放脱离弹簧后,进入轨道到达最高A点水平抛出,且物块在A点恰好对管壁无压力。距离为,物块与水平面间的动摩擦因数,重力加速度为g。求:
(1)物块到达A点时的速度大小;
(2)弹簧压缩到P点时的弹性势能;
(3)若仅调整圆弧的两半径为原来的k倍,即和,使物块同样从P点静止释放,经A点平抛后落到水平面的水平位移最大,求k值。
(1)物块到达A点时的速度大小;
(2)弹簧压缩到P点时的弹性势能;
(3)若仅调整圆弧的两半径为原来的k倍,即和,使物块同样从P点静止释放,经A点平抛后落到水平面的水平位移最大,求k值。
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