一光滑圆锥固定在水平地面上,其圆锥角为74°,圆锥底面的圆心为O。用一根长为0.5m的轻绳一端系一质量为0.1kg的小球(可视为质点),另一端固定在光滑圆锥顶上O点,O点距地面高度为0.75m,如图所示,如果使小球在光滑圆锥表面上做圆周运动。
(1)当小球的角速度不断增大,求小球恰离开圆锥表面时的角速度和此时细绳的拉力;
(2)当小球的角速度为2rad/s时,求轻绳中的拉力大小;
(3)逐渐增加小球的角速度,若轻绳受力为时会被拉断,求当轻绳断裂后小球做平抛运动的水平位移。(取,,)
(1)当小球的角速度不断增大,求小球恰离开圆锥表面时的角速度和此时细绳的拉力;
(2)当小球的角速度为2rad/s时,求轻绳中的拉力大小;
(3)逐渐增加小球的角速度,若轻绳受力为时会被拉断,求当轻绳断裂后小球做平抛运动的水平位移。(取,,)
更新时间:2023-04-23 09:02:58
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【推荐1】一平板车,质量 M=100kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高 度 h=1.25m,一质量 m=50kg 的物块置于车的平板上,它到车尾端的距离 b=1.00m, 与车板间的动摩擦因数μ =0.20.如图所示.今对平板车施一水平向右的恒力 F 使车向前行驶,结果物块从车板上滑落.物块刚离开车板的时刻,车向前行驶的 距离 s0=2.0m,不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦,取 g=10m/s2.求:
(1)水平向右的恒力 F 的大小;
(2)物块落地时,落地点到车尾的水平距离 s.
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(2)物块落地时,落地点到车尾的水平距离 s.
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【推荐2】小明设计了如图所示的弹珠弹射游戏装置。固定在水平面上的弹珠发射器发射一质量的小弹珠,沿由水平直轨道和竖直半圆形轨道AB运动并从B处水平飞出,然后恰好进入圆弧形管道CD,并从该管道的D处水平滑出,撞击放置在平台上质量的碰撞缓冲装置PQ,该装置中的轻弹簧一端固定在挡板Q上,另一端连接质量可不计、且能自由滑动的小挡板P,小弹珠碰到挡板P时紧贴挡板一起运动,但不粘连。已知、、、,不考虑所有摩擦和空气阻力及碰撞时能量的损失,轨道固定,缓冲装置PQ可在平台上运动,求:
(1)弹珠发射器发出小弹珠的初速度大小;
(2)缓冲装置中弹簧所能获得的最大弹性势能;
(3)小弹珠再次回到D点时的速度。
(1)弹珠发射器发出小弹珠的初速度大小;
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【推荐3】如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质量m=0.04kg,电量q=+2×10-4C的可视为质点的带电滑块与弹簧接触但不栓接.某一瞬间释放弹簧弹出滑块,滑块从水平台右端A点水平飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高B点,并沿轨道滑下.已知AB的竖直高度h=0.45m,倾斜轨道与水平方向夹角为α=37°,倾斜轨道长为L=2.0m,带电滑块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5.倾斜轨道通过光滑水平轨道CD(足够长)与光滑竖直圆轨道相连,在C点没有能量损失,所有轨道都绝缘,运动过程滑块的电量保持不变.只有在竖直圆轨道处存在场强大小为E=2×103V/m,方向竖直向下的匀强电场.cos37°=0.8,sin37°=0.6,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)被释放前弹簧的弹性势能?
(2)要使滑块不离开圆轨道,竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?
(3)如果竖直圆弧轨道的半径R=0.9m,滑块进入轨道后可以有多少次通过竖直圆轨道上距水平轨道高为0.01m的点P位置?
(1)被释放前弹簧的弹性势能?
(2)要使滑块不离开圆轨道,竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?
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【推荐1】如图所示,足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆,原长为L的轻弹簧套在杆上,质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接,轻杆长也为L,A球套在竖直杆上,现将A球搁在弹簧上端,当系统处于静止状态时,轻杆与竖直方向夹角θ=37°,已知重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动,若转动的角速度为ω0(未知)时,B、C球刚要脱离圆台,求轻杆与竖直方向夹角θ0的余弦和角速度ω0;
(3)两杆竖直并拢,A球提升至距圆台L高处静止,受到微小扰动,A球向下运动,同时B、C球向两侧相反方向在圆台上沿直线滑动,A、B、C球始终在同一竖直平面内,观测到A球下降的最大距离为0.4L。A球运动至最低点时的加速度大小为a0,求B球加速度的大小。
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【推荐2】如图所示,“V”形光滑支架下端用铰链固定于水平地面上,支架两臂与水平面间夹角θ均为53°,“V”形支架的AB臂上套有一根原长为的轻弹簧,轻弹簧的下端固定于“V”形支架下端,上端与一小球相接触但不连接,该臂上端有一挡板。已知小球质量为m,支架每臂长为,支架静止时弹簧被压缩了,重力加速度为g。现让小球随支架一起绕中轴线OO′以角速度ω匀速转动。sin53°=,cos53°=,求:
(1)轻弹簧的劲度系数k;
(2)轻弹簧恰为原长时,支架的角速度ω0;
(3)当及时轻弹簧和挡板弹力的大小。
(1)轻弹簧的劲度系数k;
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【推荐3】动画片《熊出没》中有这样一个情节,某天熊二中了光头强设计的陷阱,被挂在了树上如图甲所示,聪明的熊大想出了一个办法,让熊二荡起来使绳断裂从而得救,其过程可简化如图乙所示,设悬点为O,离地高度为,熊二可视为质点且总质量为,绳长且保持不变,绳子能承受的最大张力为3000N,不计一切阻力,重力加速度,
(1)设熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂,求熊二落地点离O点的水平距离为多少;
(2)改变绳长,且仍然在向右到最低点绳子刚好断裂,求绳长为多长时,熊二落地点离O点的水平距离最大,最大为多少;
(3)若绳长满足第(2)问时,熊二在水平面内做圆锥摆运动,如图丙,且做圆锥摆运动时绳子刚好断裂,求熊二落地点离O点的水平距离为多少。
(1)设熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂,求熊二落地点离O点的水平距离为多少;
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