某种固定在同一竖直平面内的弹射装置如图所示,它由水平轨道AB、EF,竖直光滑圆弧轨道BC、DE组成,BC、DE分别与AB、EF相切。现将质量的物体(视为质点)压缩水平轻质弹簧后由静止释放,恰好能经过圆弧轨道最高点C。物体从C点水平飞出后,恰好能无碰撞地由D点进入另一轨道,并最终停在轨道EF某处。经测量发现物体在两段水平轨道上运动的距离相等,已知C、D两点的高度差,,,两水平轨道与物体间的动摩擦因数均为。取重力加速度大小,,,不计空气阻力。求:
(1)物体经过D点的速度大小;
(2)在B点时圆弧轨道对物体的支持力大小;
(3)将物体释放时,弹簧的弹性势能。
(1)物体经过D点的速度大小;
(2)在B点时圆弧轨道对物体的支持力大小;
(3)将物体释放时,弹簧的弹性势能。
更新时间:2023-05-23 09:43:47
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【推荐1】如图所示,质量m=0.2kg的小物体从斜面上A点以一定的初速度沿斜面滑下,在B点没有动能损失,水平面BC在C点与光滑半圆轨道CD平滑连接,D是最高点.小物体与AB、BC 面的动摩擦因数均为μ=0.25,AB的长度L=5m,AB的倾角为37°,BC的长度s=8m,CD为半圆轨道的直径,CD的长度d=3m,不计空气阻力,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。
(1)求小物体从A点滑到BC平面上,重力做的功;
(2)若小物体能够到达D点,则小物体经过C时对圆形轨道的最小压力是多大?
(3)若小物体经过D点飞出后落在B点,则小物体在A位置的初动能是多大?
(1)求小物体从A点滑到BC平面上,重力做的功;
(2)若小物体能够到达D点,则小物体经过C时对圆形轨道的最小压力是多大?
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【推荐2】如图所示,质量为m = 0.2kg的小物体放在光滑的圆弧上端,圆弧半径R = 55cm,下端接一长为1m的水平轨道AB,最后通过极小圆弧与倾角α = 37°的斜面相接,已知物体与水平面和斜面轨道的动摩擦因数均为0.1,将物体无初速度释放,求:
(1)物体第一次滑到圆弧底端A时对圆弧的压力为多少;
(2)物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处B时的速度大小;
(3)物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度(取g = 10m/s2,cos37° = 0.8,sin37° = 0.6)。
(1)物体第一次滑到圆弧底端A时对圆弧的压力为多少;
(2)物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处B时的速度大小;
(3)物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度(取g = 10m/s2,cos37° = 0.8,sin37° = 0.6)。
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【推荐3】为北京冬奥会做准备的标准U型池场于2017年12月在河北省张家口市密苑云顶乐园建成并投入使用,它填补了我国此项运动奥运标准设施和场地的空白。如图1所示为某单板滑雪U型池的比赛场地,比赛时运动员在U形滑道内边滑行边利用滑道做各种旋转和跳跃动作,裁判员根据运动员的腾空高度、完成的动作难度和效果评分。图2为该U型池场地的横截面图,AB段、CD段为半径R=4m的四分之一光滑圆弧雪道,BC段为粗糙的水平雪道且与圆弧雪道相切,BC长为4.5m,质量为60kg的运动员(含滑板)以5m/s的速度从A点沿切线滑下后,始终保持在一个竖直平面内运动,经U型雪道从D点竖直向上飞出,经t=0.8s恰好落回D点,然后又从D点返回U型雪道。忽略空气阻力,运动员可视为质点,g=10m/s2。求:
(1)运动员与BC雪道间的动摩擦因数;
(2)运动员首次运动到圆弧最低点C点时对雪道的压力;
(3)运动员最后静止处距离B点的距离。
(1)运动员与BC雪道间的动摩擦因数;
(2)运动员首次运动到圆弧最低点C点时对雪道的压力;
(3)运动员最后静止处距离B点的距离。
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【推荐1】如图所示,在粗糙水平面上有一质量为M=2kg表面光滑的斜面体,斜面的倾角θ=45°,在斜面体的左侧相距为d=1.6m处有一固定障碍物Q。将一质量为m=0.2kg的小物块(可视为质点)用一根轻绳(不可伸长)系住,绳的一端固定在斜面体的顶端。现给斜面体施加一个水平向左的推力F,使斜面体和小物块无相对滑动,一起向左做匀加速运动,当斜面体到达障碍物Q与其碰撞后,斜面体立即被障碍物Q锁定。已知斜面体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:
(1)水平推力F的最大值;
(2)若用最大水平推力作用在斜面体上,斜面体被障碍物Q锁定后,小物块在轻绳牵引下能沿圆周运动到竖直最高点,则绳的长度应满足的条件。(计算结果保留两位有效数字)
(1)水平推力F的最大值;
(2)若用最大水平推力作用在斜面体上,斜面体被障碍物Q锁定后,小物块在轻绳牵引下能沿圆周运动到竖直最高点,则绳的长度应满足的条件。(计算结果保留两位有效数字)
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【推荐2】某高中兴趣学习小组成员,在学习完必修1与必修2后设计出如图所示的实验。为一水平弹射器,弹射口为。为一光滑曲管,为半径的四分之一圆环轨道(各连接处均圆滑连接)其圆心为,其中、水平,为竖直杆(长度可调节)。的正下方开始向右水平放置一块橡皮泥板,长度足够长。现让弹射器弹射出一质量的小环,小环从弹射口射出后沿光滑曲杆运动到处飞出,不计小环在各个连接处的能量损失和空气阻力。已知弹射器每次弹射出的小环具有相同的初速度。某次实验中小组成员调节高度,弹出的小环从处飞出,现测得环从处飞出时速度求:(结果可用根式表示)
(1)弹射器释放的弹性势能及小环在处对圆环轨道的压力大小与方向。
(2)小环落地点离的距离(已知小环落地时与橡皮泥板接触后不再运动)。
(1)弹射器释放的弹性势能及小环在处对圆环轨道的压力大小与方向。
(2)小环落地点离的距离(已知小环落地时与橡皮泥板接触后不再运动)。
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【推荐3】如图所示,质量mA=0.2kg的小球A系在细线一端线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离h=0.8m。质量mB=0.6kg的物块B置于O点正下方的粗糙水平面上。现拉动小球A使细线水平伸直,小球A由静止开始释放,运动到最低点时与物块B发生弹性正碰(碰撞时间极短,小球A未接触水平面),小球A碰撞后反弹上升。小球A与物块B均可视为质点,物块B与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)小球A与物块B碰撞前瞬间,小球A的速度大小v0;
(2)小球A与物块B碰撞后,物块B在水平面上滑行的距离x。
(1)小球A与物块B碰撞前瞬间,小球A的速度大小v0;
(2)小球A与物块B碰撞后,物块B在水平面上滑行的距离x。
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【推荐1】如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。(重力加速度为g),试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功。
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(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功。
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【推荐2】如图所示,用火箭发射人造卫星,假设最后一节火箭的燃料用完后,火箭壳体和卫星一起以速度,绕地球做匀速圆周运动。知卫星质量,最后一节火箭壳体的质量,某时刻火箭壳体与卫星分离,分离时火箭壳体的速度为,方向与原方向相同,试分析计算:
(1)分离后卫星的速度是多大?
(2)卫星与火箭壳体分离过程中动能的增加量。(结果保留两位有效数字)
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【推荐3】如图所示,AB是竖直面内、圆心在O点、半径为R的光滑绝缘轨道,其B端与粗糙绝缘水平地面平滑连接,OB连线上及其右侧的空间存在方向竖直向下的匀强电场。将一质量为m、电荷量为q的带负电小球从轨道A端无初速释放,小球滑离B点后,最终停在D点,BD的距离为x=4R。若小球可视为质点,小球与水平面间动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,不考虑空气阻力。求:
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)小球在B处对轨道的压力大小FN;
(3)若有一长为R的轻质绝缘弹簧处于水平自然长度,右端固定在D点,左端位于C点。使该带电小球仍从A点无初速释放,小球将弹簧压缩到最短后恰能弹回C点,整个过程弹簧始终处于弹性限度内,求弹簧被压缩时的最大弹性势能Epm。
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)小球在B处对轨道的压力大小FN;
(3)若有一长为R的轻质绝缘弹簧处于水平自然长度,右端固定在D点,左端位于C点。使该带电小球仍从A点无初速释放,小球将弹簧压缩到最短后恰能弹回C点,整个过程弹簧始终处于弹性限度内,求弹簧被压缩时的最大弹性势能Epm。
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