如图所示,粗糙水平地面与半径为R=0.5m的粗糙半圆轨道OQP相连接,且在同一竖直平面内,圆心在PO中点。质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下,从E点由静止开始做匀加速直线运动,当小物块运动到O点时撤去F,小物块沿半圆轨道运动恰好能通过P点,已知EO间的距离为L=3m,小物块与地面和半圆轨道的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速度g取10m/s2。整个过程不计空气阻力,求:
(1)小物块离开P点后落到地面上的点与O点之间的距离;
(2)小物块运动到O点时对圆轨道O点的压力大小;
(3)整个过程克服摩擦力做功。
(1)小物块离开P点后落到地面上的点与O点之间的距离;
(2)小物块运动到O点时对圆轨道O点的压力大小;
(3)整个过程克服摩擦力做功。
更新时间:2022-07-14 23:01:01
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【推荐1】如图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图。斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接。斜面AB和圆形轨道都是光滑的。圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,小车恰能通过圆形轨道的最高点C。已知重力加速度为g。求:
(1)如果小车恰能通过圆形轨道的最高点C,求在B点轨道对小车的支持力的大小;
(2)如果小车能不脱离轨道,求A点与地面高度的取值范围。
(1)如果小车恰能通过圆形轨道的最高点C,求在B点轨道对小车的支持力的大小;
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【推荐2】如图所示,轻质细绳一端悬挂于O点,另一端系一质量为m的小球,细绳与竖直方向成60°时,用水平力拉住小球,小球处于平衡状态,重力加速度为g,忽略空气阻力,求:
(1)水平拉力大小;
(2)撤去水平力,小球摆至最低点时细绳的拉力大小.
(1)水平拉力大小;
(2)撤去水平力,小球摆至最低点时细绳的拉力大小.
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【推荐3】如图所示,所有轨道均在同一竖直平面内、所有的连接处均平滑,已知竖直圆轨道半径r=0.5m,小球质量m=20g且可视为质点,L1=0.5m不变,L2=0.5m。某次游戏时,小球从高为h(可调)的斜轨道AB端点B由静止释放,沿斜轨道下滑通过竖直圆轨道和水平轨道AE,EG与位于同一竖直平面内的三段光滑管道(GH、HI、IJ)且HI、IJ分别是半径为和R的圆弧管均在H、I处平滑对接(圆心O1O2平行水平面),J点是管道上端出口点,切线水平方向。小球与AB、EG及长为L(可调)水平轨道JK间摩擦因数均为μ=0.5,小球与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计,管道粗细可以忽略,g取10m/s2。小球刚好不脱离轨道且恰能滑上粗糖水平轨道JK,则:
(1)试求大圆弧IJ半径R?
(2)在(1)问情况下,小球经过圆轨道运动到与圆心O等高的P点时对轨道的压力F1与滑块运动到小圆弧管最低点H时对轨道的压力F2大小之比?
(3)在(1)问中大圆弧半径R不变情况下,调节斜轨道的高度h=3m,使小球从B点静止下滑后,问应调节JK长度L为何值时,小球在水平面上的落点N(图中未画出)与J点水平距离最大?并计算出最大距离。
(1)试求大圆弧IJ半径R?
(2)在(1)问情况下,小球经过圆轨道运动到与圆心O等高的P点时对轨道的压力F1与滑块运动到小圆弧管最低点H时对轨道的压力F2大小之比?
(3)在(1)问中大圆弧半径R不变情况下,调节斜轨道的高度h=3m,使小球从B点静止下滑后,问应调节JK长度L为何值时,小球在水平面上的落点N(图中未画出)与J点水平距离最大?并计算出最大距离。
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【推荐1】如图所示,滑雪赛道由斜坡赛道和圆弧赛道组成,斜坡赛道与圆弧赛道相切于B点,运动员在斜坡赛道上运动的阻力恒为自身重力的0.1倍,若运动员在斜坡下滑的同时向身后撑杆可获得沿坡道向下的助力,平均助力大小为重力的0.8倍,在圆弧轨道运动时阻力忽略不计,滑雪运动员从赛道的起点A不用撑杆滑下后,恰能滑到圆弧轨道与圆心等高的D点,已知滑雪运动员连同装备的总质量为m,重力加速度为g,圆弧赛道半径为R,斜坡赛道与水平方向的夹角为30°,不计空气阻力,运动员可视为质点。求:
(1)A到C的竖直高度;
(2)若调整起点至斜坡的中点,同时运动员撑杆下滑,通过B点后不再撑杆,求运动员再次滑过圆弧最低点时对轨道的压力;运动员能否冲出圆弧轨道,若能冲出,求冲出后上升的高度。
(1)A到C的竖直高度;
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【推荐2】如图所示,一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m,θ=60°,小球到达A点时的速度vA=4m/s。g取10m/s2,求:
(1)小球做平抛运动的初速度;
(2)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
(3)若圆弧轨道粗糙,小球恰好能够经过最高点C,求此过程小球克服摩擦力所做的功。
(1)小球做平抛运动的初速度;
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【推荐3】如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距水平地面高 H = 0.75 m,C 距水平地面高 h = 0.45 m。一质量 m = 0.10kg的小物块 a 自 A 点从静止开始下滑,在 C点与质量同样为 m = 0.10kg 的小物块 b 发生碰撞并粘在一起以 vC=1.0m/s 的水平速度飞出后落在地面上的D点。不计空气阻力,取 g = 10 m/s2,求:
(1)C、D两点的水平距离为x;
(2)a、b碰撞过程中相互作用力的冲量大小I;
(3)小物块a从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功Wf。
(1)C、D两点的水平距离为x;
(2)a、b碰撞过程中相互作用力的冲量大小I;
(3)小物块a从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功Wf。
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