如图所示,一粗糙斜面下端与光滑圆管轨道相切于B点。整个装置竖直放置,圆管轨道的最低点为C,最高点为D,圆心角,轨道半径。现将一个可视为质点的小球从斜面上距离B点处的A点由静止释放。已知小球直径略小于管的直径,小球质量,与斜面之间的动摩擦因数。忽略空气阻力,g取。求:
(1)小球第一次通过C点时速度的大小;
(2)小球通过最高点D时对轨道的作用力;
(3)小球从D点飞出落到斜面上的时间。
(1)小球第一次通过C点时速度的大小;
(2)小球通过最高点D时对轨道的作用力;
(3)小球从D点飞出落到斜面上的时间。
更新时间:2023-08-08 16:32:00
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【推荐1】如图所示,从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当小物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在光滑水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m,h=0.15m,R=0.75m,小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2求:
(1)抛出点到B点的水平位移的大小;
(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力大小;
(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板。
(1)抛出点到B点的水平位移的大小;
(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力大小;
(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板。
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【推荐2】如图所示,竖直平面内的圆弧形光滑管道(管道横截面的半径略大于小球半径),管道中心到圆心距离为1m,A点与圆心O等高,AD为水平面,B点在圆心O的正下方。质量为2kg的小球自A点正上方某高度处由静止释放,自由下落至A点时进入管道,当小球到达B点时,管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的7倍,取求:
(1)释放点距A点的竖直高度h;
(2)小球在管道最高点时对管道的压力;
(3)落点C与A点的水平距离。
(1)释放点距A点的竖直高度h;
(2)小球在管道最高点时对管道的压力;
(3)落点C与A点的水平距离。
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(0.65)
【推荐3】如图所示,AC为光滑半圆轨,道其半径R=1m,BD为粗糙斜面轨道,其倾角θ=37°,D距水平面高度h=6m,两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道AB相连,B处用光滑小圆弧平滑连接,轨道均固定在同一竖直平面内。在水平轨道上,用挡板将a、b两物块间的轻质弹簧压缩后处于静止状态,物块与弹簧不拴接。同时放开左右两挡板,物块b恰好能到达斜面轨道最高点D,已知物块a、b的质量均为2.5kg,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,物块到达A点或B点之前已和弹簧分离。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)开始时弹簧储存的弹性势能;
(2)a、b物块分离过程中弹簧对物块b的冲量大小;
(3)请通过计算说明物块a能否通过C点?若能,请求出物块a离开C后的落点到A的距离。
(1)开始时弹簧储存的弹性势能;
(2)a、b物块分离过程中弹簧对物块b的冲量大小;
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【推荐1】如图所示,粗糙的水平面BC与光滑的曲面AB平滑的连接于B点(小球在B点没有能量损失),BC右端有一内壁光滑、半径为r=0.4m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=1N/cm的轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平。质量为2kg的小球在曲面上距BC的高度为2r=0.8m处从静止开始下滑,进入管口C端时与管壁间恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为2J,已知小球与BC间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2。求:
(1)小球达到B点时的速度大小vB;
(2)水平面BC的长度l;
(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm。
(1)小球达到B点时的速度大小vB;
(2)水平面BC的长度l;
(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm。
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(0.65)
【推荐2】如图所示,水平地面PQ上竖直平面内固定光滑轨道,AB是半径为3R的弧形轨道,BC是半径为R的弧形轨道,两轨道在地面上的B点平滑对接。BC的圆心为O,BO竖直,AB的圆心在O点正上方,CO与竖直线夹角为。D点是C点关于过BO竖直线始终对称的点。一个质量为m的小球在轨道AB上从距PQ高h处静止释放。已知重力加速度为g。
(1)小球经过B点前、后瞬时对轨道压力大小的变化量;
(2)如果小球能够到达C点,求小球静止释放位置高h的最小值;
(3)如果半径R确定,改变夹角为,并相应调整小球在AB轨道上静止释放的位置,以确保能依次通过C、D两点,求h的最小值。
(1)小球经过B点前、后瞬时对轨道压力大小的变化量;
(2)如果小球能够到达C点,求小球静止释放位置高h的最小值;
(3)如果半径R确定,改变夹角为,并相应调整小球在AB轨道上静止释放的位置,以确保能依次通过C、D两点,求h的最小值。
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