组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 曲线运动 > 圆周运动 > 生活中的圆周运动 > 竖直方向的圆周运动 > 绳球类模型及其临界条件
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:16702 题号:14844997
如图所示,处于竖直平面内的一探究装置,由倾角=37°的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG组成,BDF为轨道间的相切点,弹性板垂直轨道固定在G点(与B点等高),BO1DO2F点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg,轨道BCDDEF的半径R=0.15m,轨道AB长度,滑块与轨道FG间的动摩擦因数,滑块与弹性板作用后,以等大速度弹回,sin37°=0.6,cos37°=0.8。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放,(
(1)若释放点距B点的长度l=0.7m,求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小;
(2)设释放点距B点的长度为,滑块第一次经F点时的速度v之间的关系式;
(3)若滑块最终静止在轨道FG的中点,求释放点距B点长度的值。

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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】如图所示为一游戏装置的竖直截面图,ABDEHI处于同一水平面上,在A端的弹簧装置能将滑块(可视为质点)水平弹出,并从B点顺利进入曲线轨道BC、半径为R的螺旋圆轨道CD、曲线轨道CE。在E点连接了倾角为的斜面EF和水平平台FG,平台FG高度为且平台长度为。靠在平台右侧的小车上表面与平台FG齐平,小车的长度为,在BF处均设置了转向防脱离轨道装置。已知滑块的质量,小车的质量,滑块与斜面EF、平台FG间的动摩擦因数均为,滑块与小车上表面间的动摩擦因数为,其余部分均光滑,各处平滑连接,不计空气阻力,取。求:
(1)若滑块在C处对轨道的压力为时,此时滑块的向心加速度大小;
(2)若弹簧的弹性势能为,螺旋圆轨道能承受的最大压力为,且螺旋圆轨道半径R可以通过改变C的位置而改变(保持最高点D的高度不变),要使滑块第一次进入螺旋圆轨道时能顺利通过,求螺旋圆轨道半径R需满足的条件;
(3)螺旋圆轨道半径时,若要求滑块最终停在小车上,车获得的动能和弹簧的弹性势能之间应满足的关系。
   
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【推荐2】如图所示,质量为M的木球用足够结实的细绳连接挂在O点处于静止状态,O点到球心的距离为L,现有一质量为m的子弹以速度入木球并留在木球中,求:
(1)子弹射入木球后,木球的速度大小;
(2)子弹射入木球后瞬间,细绳所受的弹力大小;
(3)若子弹射入木球后,木球(含子弹)在竖直平面内恰好能绕O点做圆周运动,求子弹的最小入射速度大小。
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解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】一质量为的小球,用长为细线拴住,在竖直平面内做圆周运动(忽略空气阻力)(g),求:
(1)若过最高点时绳的拉力刚好为零,此时小球速度多大?
(2)若过最高点时的速度为,此时细线拉力多大?
(3)若过最高点时的速度为,当小球运动到最低点时细线拉力多大?
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共计 平均难度:一般