如图甲所示,带有半圆形轨道的凹槽放在水平面上,凹槽左侧有一固定的障碍物,
为轨道的两端,轨道半径为
。在
点正上方某高度从静止开始释放一质量为
的小球,小球下落后从
端进入轨道,此后小球只在凹槽内运动,设凹槽质量为2m,不计摩擦和空气阻力。
(1)求小球释放时距离
端的最大高度;
(2)在满足(1)的条件下,求凹槽离开障碍物后轨道最低点对小球的支持力的大小;
(3)现将该凹槽固定在倾角为
的斜面上(图乙),将小球从距离
点某高度水平拋出,小球恰好能无碰撞地从
端进入轨道运动,此后小球能原路返回到拋出点.试求抛出点距离
端的最大高度。
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(1)求小球释放时距离
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(2)在满足(1)的条件下,求凹槽离开障碍物后轨道最低点对小球的支持力的大小;
(3)现将该凹槽固定在倾角为
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更新时间:2021-12-31 14:24:04
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【推荐1】如图所示为竖直面内,一直角坐标系中的平抛运动的一段轨迹,O为物体运动一段时间后的位置,取为坐标原点,轨迹上A点的坐标为(x1,y0),B点纵坐标为2y0,物体从O点运动到A点的时间为A点运动到B点时间的两倍,重力加速度为g,求:
(1)物体从A点运动到B点的时间;
(2)该平抛运动的水平速度大小;
(3)求该物体被水平抛出时的位置坐标。
(1)物体从A点运动到B点的时间;
(2)该平抛运动的水平速度大小;
(3)求该物体被水平抛出时的位置坐标。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/1/2648563345031168/2648675476750336/STEM/702f4145-2fec-47a7-9485-cea427254726.png?resizew=160)
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【推荐2】滑板运动惊险刺激受到很多年轻人的喜爱,一个滑板运动员在一个平台上的A点,以
的速度冲向一个圆形轨道,在圆轨道的B点沿切线划入一轨道,
是圆的一条直径,D为最高点,
为最低点,
与
的夹角为
,圆轨道半径
,人与滑板车的总质量为
,滑到轨道最高点
时对轨道的压力等于他们的重力,重力加速度取
,
,
。求:
(1)人与滑板车滑到轨道B点时的速度大小和时间;
(2)人与滑板车在圆轨道里滑行至最高点克服轨道摩擦力做的功。
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(1)人与滑板车滑到轨道B点时的速度大小和时间;
(2)人与滑板车在圆轨道里滑行至最高点克服轨道摩擦力做的功。
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【推荐3】国家邮政局快递大数据平台实时监测数据显示,截止2022年12月1日,今年我国快递业务量突破1000亿件,已连续8年稳居世界第一、快递分装会用到传输装置,如图所示,可视为质点的某快递以
的速度进入水平传送带BC,最后能从C点水平抛出,已知水平传送带BC长
,上表面距水平地面高
,该快递与传送带间动摩擦因数
,传送带以顺时针方向转动,不考虑传送带滑轮大小。求:
(1)当传送带以大小为
的速度顺时针传送时,快递落在水平地面上的落地点与C点的水平距离多大?
(2)若在传送带右侧加装一个收集装置,如图所示,其内边界截面为四分之一圆形,C点为圆心,半径为
,若要使该快递从C点抛出后落到收集装置时的速度最小,则传送带速度应该调节为多大?
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(1)当传送带以大小为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b818cd7c23ad8189ccc62f99b872d34b.png)
(2)若在传送带右侧加装一个收集装置,如图所示,其内边界截面为四分之一圆形,C点为圆心,半径为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61867b8eee5c87ea98334fad03555dea.png)
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【推荐1】如图所示,水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点.质量为2m和m的a、b两个小滑块(可视为质点)原来静止于水平轨道上,其中小滑块a与一轻弹簧相连.某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得
的初速度向右冲向小滑块b,与b碰撞后弹簧不与b相粘连,且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离,不计一切摩擦,求:
(1)a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能;
(2)小滑块b与弹簧分离时的速度;
(3)试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C.若能,求出到达C点的速度;若不能,求出滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角
.(求出
角的任意三角函数值即可).
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(1)a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能;
(2)小滑块b与弹簧分离时的速度;
(3)试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C.若能,求出到达C点的速度;若不能,求出滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24095e409b025db711f14be783a406c.png)
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【推荐2】如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R=0.2m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切.现有一辆玩具质量为m=1kg的玩具小车以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t=4s后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心O等高.已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ=0.1,ED之间的距离为x0=10m,斜面的倾角为30º.求:(g=10m/s2)
(1)小车到达C点时的速度大小为多少?
(2)在A点小车对轨道的压力大小是多少,方向如何;
(3)小车的恒定功率是多少?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/8/2c049a20-e3a3-42b2-b20d-d0ee318125ff.png?resizew=280)
(1)小车到达C点时的速度大小为多少?
(2)在A点小车对轨道的压力大小是多少,方向如何;
(3)小车的恒定功率是多少?
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【推荐1】如图所示,高台的上面有一竖直的1/4圆弧形光滑轨道,半径R=1.25m,轨道端点B的切线水平.质量m=0.5kg的滑块(可视为质点)由轨道顶端A由静止释放,离开B点后经时间t=1s撞击在足够长的斜面上的P点.已知斜面的倾角θ=37°,斜面底端C与B点的水平距离x0=3m.当滑块m离开B点时,位于斜面底端C点、质量M=1kg的小车,在沿斜面向上的恒定拉力F作用下,由静止开始向上加速运动,恰好在P点被m击中并卡于其中.滑块与小车碰撞时间忽略不计,碰后立即撤去拉力F,此时小车整体速度变为3.2m/s,仍沿斜面向上运动.已知小车与斜面间动摩擦因数μ=0.25.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/5/65726023-9a3d-42fb-97b2-c67e0aab94b9.png?resizew=249)
(1)滑块离开至B点时的速度大小;
(2)拉力F大小;
(3)小车在碰撞后在斜面上运动的时间.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/5/65726023-9a3d-42fb-97b2-c67e0aab94b9.png?resizew=249)
(1)滑块离开至B点时的速度大小;
(2)拉力F大小;
(3)小车在碰撞后在斜面上运动的时间.
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(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,竖直平面内有一段绝缘的圆弧轨道AB和绝缘的水平轨道BC相切于B,其中AB圆弧轨道的圆心为O,
,圆心角θ =53°,圆弧轨道光滑,BC轨道粗糙且足够长,滑块与轨道间的动摩擦因数μ=0.5,轨道AB左侧d=0.6m的区域存在一竖直向下匀强电场E1,BC轨道区域存在水平向右的匀强电场E2,一质量为m=0.2kg,电量|q|=1.0×10-4C的滑块以一定的初速度从电场E1的左边界水平抛入,滑块恰好能做直线运动,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力, g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)滑块的电性和E1的大小;
(2)若电场E1大小不变,方向反向,要使滑块恰好能从A点沿切线滑入轨道,求滑块水平抛入电场E1时的初速度,以及进入A点时的速度;
(3)在第(2)问的条件下,若电场E2的大小可在0到2×104N/C范围内调节,当E2取不同值时,求滑块最终因摩擦而产生的热量。(Q可用E2表示)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8a399cd73d377ea187379ab1e401999.png)
(1)滑块的电性和E1的大小;
(2)若电场E1大小不变,方向反向,要使滑块恰好能从A点沿切线滑入轨道,求滑块水平抛入电场E1时的初速度,以及进入A点时的速度;
(3)在第(2)问的条件下,若电场E2的大小可在0到2×104N/C范围内调节,当E2取不同值时,求滑块最终因摩擦而产生的热量。(Q可用E2表示)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/14/2893876659060736/2894637635436544/STEM/85fb562b-0606-42e8-b0f1-d24087ecd2f8.png?resizew=366)
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(0.4)
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【推荐3】如图所示,在竖直面内,一质量m的物块a静置于悬点O正下方的A点,以速度v逆时针转动的传送带MN与直轨道AB、CD、FG处于同一水平面上,AB、MN、CD的长度均为L。圆弧形细管道DE半径为R,EF在竖直直径上,E点高度为H。开始时,质量为3m物块b悬挂于O点,并向左拉开一定的高度h(未过经过Q点的水平面)由静止下摆,细线始终张紧,摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰。已知L=1m,R=0.4m,H=0.15m,v=2m/s,物块与MN、CD之间的动摩擦因数μ=0.5,轨道AB和管道DE均光滑,物块a落到FG时不反弹且静止。忽略M、B和N、C之间的空隙,CD与DE平滑连接,物块可视为质点,取g=10m/s²,
(1)若h=0.2m,求a、b碰撞后瞬时物块a的速度v0的大小;
(2)若物块a在DE最高点时对管道作用力为零,求h的大小;
(3)若物块b释放高度0.5m<h<1.6m,求物块a最终静止的位置坐标x值的范围(以A点为坐标原点,水平向右为正,建立x轴,取
)。
(1)若h=0.2m,求a、b碰撞后瞬时物块a的速度v0的大小;
(2)若物块a在DE最高点时对管道作用力为零,求h的大小;
(3)若物块b释放高度0.5m<h<1.6m,求物块a最终静止的位置坐标x值的范围(以A点为坐标原点,水平向右为正,建立x轴,取
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/14/4be91f90-5f1c-4433-a13a-7390bfd6a39c.png?resizew=414)
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(0.4)
【推荐1】如图所示,质量M=1.5 kg的滑块A置于水平地面上,A的上表面为半径R=1.5 m的
光滑圆弧,圆弧与足够大的水平面相切于C点.水平恒力F(大小未知)作用于滑块A上,使质量m=1kg的小物块B(视为质点)恰好在P处与A相对静止并一起向右运动,半径OP与OC的夹角θ=60°,经时间t1=
s突然撤去力F,B从P点沿圆弧下滑,从A的底端C处离开进入水平面向右滑动.B与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,A与水平面间的摩擦不计,取g=10m/s2.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/0c3e50d5-ad14-44eb-b719-e0201cddfe84.png?resizew=245)
(1)力F的大小以及刚撤去力F时A的速度大小v;
(2)B从A的底端C处离开时,A的速度大小v1;
(3)B从A的底端C处离开进入水平面后,B与C间的最大距离xm.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/0c3e50d5-ad14-44eb-b719-e0201cddfe84.png?resizew=245)
(1)力F的大小以及刚撤去力F时A的速度大小v;
(2)B从A的底端C处离开时,A的速度大小v1;
(3)B从A的底端C处离开进入水平面后,B与C间的最大距离xm.
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(0.4)
【推荐2】如图,MP为一水平面,其中MN段光滑且足够长,NP段粗糙。MN上静置有一个光滑且足够高的斜面体C,P端右侧竖直平面内固定一光滑的
圆弧轨道PQ,圆弧轨道与水平面相切于P点。两小球A、B压缩一轻质弹簧静置于水平面MN上,释放后,小球A、B瞬间与弹簧分离,一段时间后A通过N点,之后从圆形轨道末端Q点竖直飞出,飞出后离Q点的最大高度为0.5L,B滑上斜面体C后,在斜面体C上升的最大高度为
。已知A、B两球的质量均为m,NP段的长度和圆弧的半径均为L,A球与NP间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度为g,A、B分离后立刻撤去弹簧,A球始终未与斜面体C发生接触。
(1)求小球A第一次通过P点时对圆形轨道的压力大小;
(2)求斜面体C的质量。
(3)试判断A、B球能否再次相遇。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e63712bb4c7920f1a7ff2e283d8730c.png)
(1)求小球A第一次通过P点时对圆形轨道的压力大小;
(2)求斜面体C的质量。
(3)试判断A、B球能否再次相遇。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/31/2947978530529280/2948133836783616/STEM/3ca68973b9bc48ecbbce165b9204757a.png?resizew=413)
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(0.4)
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【推荐3】如图所示,一“U形槽”滑块,由两个光滑内表面的
圆弧形槽
、
和粗糙水平面
组合而成,质量
,置于光滑的水平面上,其左端有一固定挡板
,另一质量
的物块从
点正上方距离
水平面的高度
处自由下落,恰好从
相切进入槽内,通过
部分进入圆弧槽
。已知“U形槽”圆弧的半径
,水平轨道部分BC长
,物块与“U形槽”水平轨道间的动摩擦因数
,重力加速度
。
(1)求物块第一次经过
点对“圆弧形槽
”的压力
;
(2)求物块从“U形槽”
点分离后能到达的距离水平面的最大高度
;
(3)当“U形槽”的速度最大时,求物块的速度
,最终物块的运动达到稳定状态,求物块在
部分运动的总路程
。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a831fae871c9028a347e59294f7422ec.png)
(1)求物块第一次经过
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(2)求物块从“U形槽”
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8455657dde27aabe6adb7b188e031c11.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73465a1f9aa03481295bf6bd3c6903ac.png)
(3)当“U形槽”的速度最大时,求物块的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f44c235d8b49207ad3f2d77dc5d6cf20.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/17/2616130091982848/2617607063560192/STEM/d62067c2-406b-4b19-93cc-a14a74d1fe0f.png?resizew=335)
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