如图所示,质量
的平板车静止在光滑水平地面上,平板车上表面与
的固定光滑半圆轨道最低点A的切线相平。现有一质量
的滑块(可视为质点)以
的初速度滑上平板车左端,二者达到相同速度时平板车还未与竖直墙壁碰撞当平板车与墙壁碰撞时,平板车立即被粘在墙壁上,已知滑块与平板车上表面间的动摩擦因数
,取重力加速度大小
。
(1)求平板车与墙壁碰撞前瞬间的速度大小;
(2)若滑块能滑上半圆轨道且在半圆轨道上运动时不脱离半圆轨道(半圆轨道两端除外),求平板车的长度L的范围。
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(1)求平板车与墙壁碰撞前瞬间的速度大小;
(2)若滑块能滑上半圆轨道且在半圆轨道上运动时不脱离半圆轨道(半圆轨道两端除外),求平板车的长度L的范围。
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更新时间:2022-01-06 14:42:36
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(0.4)
【推荐1】如图所示,三个质量均为m的小物块A、B、C,放置在一端带有挡板的足够长的倾角为θ=30o的固定斜面上,A紧靠挡板,一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接,开始时弹簧处于原长,B、C恰能保持静止。现使C获得一初速度v0使其沿斜面向下运动,一段时间后B、C发生碰撞并一块沿斜面向下运动,又经过一段时间A离开挡板,最终三物块都停止运动。已知A、B、C与斜面间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内。(弹簧的弹性势能可表示为:
,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)
(1)求B、C沿斜面向下移动的最大距离
和B、C分离时B的动能
;
(2)为保证A能离开挡板,求C的初速度的最小值vmin;
(3)若三物块都停止时B、C间的距离为
,且此时弹簧处于原长,求C开始下滑时的初速度;
(4)请在所给坐标系中,画出第(3)问中C沿斜面向上运动过程中加速度a随位移x变化的图像,并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值(用k、m、g表示),不要求推导过程。以C开始向上运动的位置为坐标原点,沿斜面向上为正方向。
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(1)求B、C沿斜面向下移动的最大距离
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(2)为保证A能离开挡板,求C的初速度的最小值vmin;
(3)若三物块都停止时B、C间的距离为
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(4)请在所给坐标系中,画出第(3)问中C沿斜面向上运动过程中加速度a随位移x变化的图像,并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值(用k、m、g表示),不要求推导过程。以C开始向上运动的位置为坐标原点,沿斜面向上为正方向。
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名校
【推荐2】如图甲所示为2022年北京冬奥会上,我国滑雪运动员谷爱凌女子大跳台夺冠瞬间。图乙是女子大跳台完整结构示意图,AB是助滑坡段,高度h1=60m;圆弧BCD为起飞段,圆心角
,半径R=63m,AB与圆弧BCD相切;EF为着陆坡段,高度h2=20m,倾角
;FG为停止区。某次运动员从A点由静止开始自由起滑,经过圆弧BCD从与B点等高的D点飞出,最终恰好沿EF面从E点落入着陆坡段,CE与圆弧相切于C。已知除圆弧轨道外,其余轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为
,经过圆弧段对C点压力为重力的1.5倍,运动员连同滑雪板的质量m=60kg,各段连接处无能量损失,忽略空气阻力的影响。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)运动员在C点的速度大小;
(2)运动员经过圆弧BCD段时摩擦力做的功;
(3)运动员在FG停止区运动的时间为多少?
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(1)运动员在C点的速度大小;
(2)运动员经过圆弧BCD段时摩擦力做的功;
(3)运动员在FG停止区运动的时间为多少?
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(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,可视为质点的质量为
的小滑块静止在水平轨道上的A点,在水平向右的恒定拉力
的作用下,从A点开始做匀加速直线运动,当其滑行到AB的中点时撤去拉力,滑块继续运动到B点后进入半径为
且内壁光滑的竖直固定圆轨道,在圆轨道上运行一周后从C处的出口出来后向D点滑动,D点右侧有一与CD等高的传送带紧靠D点,并以恒定的速度
顺时针转动,已知滑块到最高点恰好对轨道没有压力,水平轨道AB的长度为
,CD的长度为
,与传送带间的动摩擦因数
,传送带的长度
,重力加速度
,
求:
(1)水平轨道ABCD的滑动摩擦因数;
(2)若在AB段水平拉力F的作用距离x可变,
①要使小滑块能到达传送带左侧的D点,则x应满足什么条件;
②试求小滑块到达传送带右侧E点时的速度v与水平拉力F的作用距离x的关系。
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求:
(1)水平轨道ABCD的滑动摩擦因数;
(2)若在AB段水平拉力F的作用距离x可变,
①要使小滑块能到达传送带左侧的D点,则x应满足什么条件;
②试求小滑块到达传送带右侧E点时的速度v与水平拉力F的作用距离x的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/23/75a7b803-99c4-43e0-8149-f3075f06b963.png?resizew=373)
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(0.4)
【推荐1】如图所示,水平地面上有一固定光滑轨道ABC,其左侧为四分之一光滑圆弧AB,圆弧半径为R=7.2m,右侧是光滑的水平面BC。紧挨着轨道右侧有一质量为m0=1kg的小车,小车与水平地面间无摩擦,小车左端和轨道末端C平滑过渡但不粘连,最右边有一固定的竖直墙壁,小车足够长,且小车右端距离墙壁足够远。在轨道末端C点静止放置一个质量为m1=2kg的滑块N(可视为质点),现将一质量为m2=2kg的滑块M(可视为质点)从轨道顶端A点由静止滑下,经过ABC后与滑块N发生弹性碰撞,碰撞时间极短,碰撞后滑块N滑上小车,小车与墙壁相碰时碰撞时间极短,每次碰撞后小车速度反向,速度大小减小为碰撞前速度大小的
。已知滑块N与小车的上表面间的动摩擦因数为μ=0.1,在整个过程中滑块N未从小车上滑落,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)滑块M运动到C点时(还未与滑块N碰撞)的速度大小;
(2)从滑块N滑上小车到小车第一次撞墙后瞬间,滑块N与小车整体减少的机械能
;
(3)小车与墙壁第1次碰撞后到与墙壁第4次碰撞前瞬间的过程中,小车运动的路程。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
(1)滑块M运动到C点时(还未与滑块N碰撞)的速度大小;
(2)从滑块N滑上小车到小车第一次撞墙后瞬间,滑块N与小车整体减少的机械能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ecc701ce733d55bff15c1de8a9d90673.png)
(3)小车与墙壁第1次碰撞后到与墙壁第4次碰撞前瞬间的过程中,小车运动的路程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/3/1e679895-7a78-4db3-92ea-e3c2d2986a57.png?resizew=320)
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(0.4)
【推荐2】如图所示,
个相同的木块,质量均为
,长度均为
,均静止在倾角为
的斜面上,相邻两木块间的距离为
,最下端的木块到斜面底端的距离也为
,木块与斜面间的动摩擦因数为
。现给第1个木块一个瞬时冲量,使它以初速度
沿斜面下滑,木块依次发生碰撞,碰撞后木块都粘在一起运动,当第
个木块到达斜面底端时速度恰好为零。重力加速度为
,求:
(1)第一次碰撞后瞬间木块的速度大小;
(2)第
次碰撞过程中系统损失的机械能与碰撞前瞬间动能之比;
(3)整个过程中系统由于碰撞而损失的机械能。
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(1)第一次碰撞后瞬间木块的速度大小;
(2)第
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0a532e15e232cb4b99a8d4d07c89575.png)
(3)整个过程中系统由于碰撞而损失的机械能。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/7/db91a4c3-912b-403a-88a7-d288c106f462.png?resizew=342)
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,MN 是一水平传送带,以
顺时针匀速转动,传送带左端M与半径
的
光滑圆轨道相切,右端 N与放在光滑水平桌面上的长木板 C 上表面平齐。木板C 的右端带有挡板,在木板C 上放有小物块 B, 开始时B 和C 均静止,且 B 距木板C 左端
。现将小物块A 从圆弧轨道最高点由静止释放, A 到达N 点前已与传送带共速。已知A 与传送带间的动摩擦因数
,A、C 之间及B、C 之间的动摩擦因数均为
,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B、C 的质量均为
,重力加速度大小取
,所有的碰撞均为弹性正碰。求:
(1)传送带 MN 间至少多长;
(2)A 滑上长木板C 后,经多长时间与B 碰撞;
(3)A 、B碰后经0.5s,B与挡板碰撞,求最终B 到挡板的距离。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae010838ce6f163aa0a8c542e0c41e4b.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65239bec2b92f0f64da183ba9e8529e8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6967ec3aaf9e7e6a9d90533b8ff61d10.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46a6a294d3d7206bcdde5b943dbe94f0.png)
(1)传送带 MN 间至少多长;
(2)A 滑上长木板C 后,经多长时间与B 碰撞;
(3)A 、B碰后经0.5s,B与挡板碰撞,求最终B 到挡板的距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/8eb97420-2cbb-48c2-aefe-ede0335d6299.png?resizew=437)
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