如图所示,光滑的圆弧轨道MN竖直放置,底端与一水平传送带相切,传送带右端与一光滑水平平台PQ相切,平台距离地面的高度
。质量
的小物块A受一水平外力
,静止在圆弧轨道的M点,质量
小物块B静止在平台PQ的右端。已知圆弧轨道半径
,M点距传送带的高度
,传送带的长度
,传送带以速度
顺时针匀速转动,A与传送带间的动摩擦因数
,取重力加速度
。
(1)求水平外力的大小
;
(2)撤去水平外力
,A从圆弧轨道滑下,先后滑上传送带和平台PQ,并和B发生弹性正碰,求:
①A对圆弧轨道N点的压力大小
;
②A、B落地的位置间的距离s。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9de1fadd4aac959f428eba6a3504bf2a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8551987490419015059a127e97f6272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5076289823db419f94e9c0c8f4aafd9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec34c515d9474b4390787496730b5797.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b264a8e697336e02a666ed7741cd0f8.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8166e5de158d2f50bd9d6adc5aa7ff03.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffd6289b2e695da2990adf807e71c6c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ced8cbb708a1c7b367d9a14c8eaa691b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a831fae871c9028a347e59294f7422ec.png)
(1)求水平外力的大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5076289823db419f94e9c0c8f4aafd9.png)
(2)撤去水平外力
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5076289823db419f94e9c0c8f4aafd9.png)
①A对圆弧轨道N点的压力大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3fb78c5f885034612c0e030b920143d.png)
②A、B落地的位置间的距离s。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/20/699c59f4-4b8b-4c44-a3ed-80885f275632.png?resizew=526)
更新时间:2023-10-20 22:42:21
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,一个可视为质点,质量
的木块从P点以初速度
向右运动,木块与水平面间的动摩擦因数为
,木块运动到M点后水平抛出,恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧
不计空气阻力
。已知圆弧的半径
,半径OA与竖直半径OB间的夹角
,木块到达A点时的速度大小
。已知![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc0e847edff21eaa879f5d514b18c2c3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e45bcd8f6ede8cc2513ad41402f40086.png)
,
。求:
(1)
到M的距离L;
(2)
、A间的距离s;
(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小
,求此时木块对轨道的压力。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/325605edcfc7983701f7fcae6dc40e6a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/631d97977c1557dc4b5885984076b6be.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e45bcd8f6ede8cc2513ad41402f40086.png)
,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/206a42a65f9c25c435b6fd5fc277ec71.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac047e91852b91af639feec23a9598b2.png)
(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8e9490fafd178586387aedda690d62d1.png)
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(0.4)
【推荐2】如图所示,竖直平面内装有一个电动机带动的沿顺时针方向匀速转动的水平传送带,轮子的半径为
,两轮顶端的距离为
,右轮圆心与水平地面间的距离为
。一个质量为
的小物块无初速度放到左轮的顶端A点,物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,传送带的速度未知,
。
(1)物块能从右轮顶端B点水平飞出的最小速度多大?
(2)改变传送带的速度大小,物块从右轮顶端B点水平飞出后的落地点不同,求落点位置的距B点水平投影点的距离范围;
(3)当传送带的速度为
时,电动机因传送带传送物块多消耗多少电能?
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/720cfee1ee38c8e56581e205a7cbf46d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a831fae871c9028a347e59294f7422ec.png)
(1)物块能从右轮顶端B点水平飞出的最小速度多大?
(2)改变传送带的速度大小,物块从右轮顶端B点水平飞出后的落地点不同,求落点位置的距B点水平投影点的距离范围;
(3)当传送带的速度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efa1b00f9eebd834efb0d6f8566cd18a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/7/24/2512890979131392/2513535319384064/STEM/367bd26d-c1f7-4678-bf5c-1a011f08257b.png?resizew=362)
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(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,半径为
的四分之一光滑圆弧
与水平桌面相切于
点(其中
水平,
竖直),水平桌面
的长度为
,以
点为圆心,半径为
的四分之一圆弧分别与水平
轴,竖直
轴相交。位于
点甲物块的质量为
,位于
点的乙物块的质量可调整变化。乙物块与水平桌面之间的动摩擦因数为
。不计空气阻力,重力加速度为
。甲、乙物块均可视为质点,两物块碰撞时无机械能损失,且碰撞时间极短。求:
(1)甲物块由
点静止释放,甲物块即将与乙物块碰撞前对圆弧的压力多大;
(2)甲物块每次都是从
点释放,通过调整乙物块的质量,甲乙物块碰撞后乙物块获得的速度不同,落到圆弧上速度也会发生变化。若某次乙物块落到圆弧上的速度最小,则乙物块从圆心
平抛的初速度多大?
(3)上述(2)中乙物块的质量为多大?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1b7e59093a13eb1de156b9065a196082.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c94bb12cee76221e13f9ef955b0aab1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5de95f04931548ec9b59f0a963038ad1.png)
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(1)甲物块由
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(2)甲物块每次都是从
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c4f6f74444b2b7947fc6e35c8d62322.png)
(3)上述(2)中乙物块的质量为多大?
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(0.4)
名校
【推荐1】极限运动是一种深受年轻人喜爱的运动,如图甲是极限运动中滑板、轮滑等运动常用的比赛场地U形池,现有某U形池场地示意图如图乙所示,该场地由两段可视为光滑的
圆弧形滑道AB和CD以及粗糙程度相同的水平滑道BC构成,图中
,某次滑板比赛中质量为
(含滑板)的运动员从A点由静止出发,通过AB、BC滑道,冲向CD滑道,到达圆弧CD滑道的最高位置D时速度恰好为零(运动员和滑板整体近似看做质点,空气阻力不计,g取
).
(1)求该运动员在圆弧形滑道AB上下滑至B点时对圆弧形滑道的压力.
(2)该运动员为了第一次经过D处后有
时间做空中表演,求他在A点下滑的初速度大小;
(3)在(2)问的初始条件下,运动员在滑道上来回运动,最终将停在何处?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a23d9b19cb3d388eb487d9cbfd67752.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3293468f2765647c7d77f2fff0645986.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a5cd295810a130c45a2997c9c19643.png)
(1)求该运动员在圆弧形滑道AB上下滑至B点时对圆弧形滑道的压力.
(2)该运动员为了第一次经过D处后有
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4c1f9c14db1a10006f079739ffa690d.png)
(3)在(2)问的初始条件下,运动员在滑道上来回运动,最终将停在何处?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/8/2458387318456320/2458531386007552/STEM/608e3dae-de7e-4b86-9b62-9849b0243609.png)
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(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,质量为m=1kg的小物块由A点静止释放.沿光滑的固定圆弧轨道运动到B点,在B点时对轨道的压力为30N,轨道半径r=3.2m,物块从B点滑上水平桌面上M=2kg的长木板,物块与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.4,长木板与桌面间的动摩擦因数为μ2=0.1,物块从长木板的右端滑出的瞬间,长木板立即被锁定静止不动,前方的圆筒立即开始匀速转动,圆筒的侧面有一个小孔P,圆筒静止时小孔正对长木板的方向,已知圆筒的顶端与长木板上表面在同一水平面上,P距圆筒顶端的高度为h=0.2m,物块从长木板上滑出的位置距圆筒顶端中心的距离d=0.85m,圆筒半径R=0.05m,现观察到物块从长木板滑出后恰好钻进P孔,重力加速度g取10m/s2,且小物块可看做质点。求:
(1)物块在B点的速度大小;
(2)木板的长度L;
(3)圆筒转动的角速度ω。
(1)物块在B点的速度大小;
(2)木板的长度L;
(3)圆筒转动的角速度ω。
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(0.4)
【推荐3】某小组研究的一部分连锁机械游戏装置如图所示,在竖直平面内有一固定的光滑斜面轨道AB,斜面轨道底端圆滑连接长为L、动摩擦因数为μ的粗糙水平轨道BC,轨道右端与固定的半径为R的四分之一光滑圆弧轨道最高点平滑连接于C点,C点刚好与圆心
在同一竖直线上。圆弧轨道CD下方有一水平轨道,直立多米诺骨牌,它们的顶端恰好位于经过圆心
的水平线
上。质量为m的滑块P,从斜面上某点静止开始下滑,与质量也为m静置于C点的滑块Q正碰,碰撞时系统损失的动能为P碰前动能的
。已知重力加速度g和L、μ、R、m,不计滑块大小、骨牌厚度和空气阻力,结果可保留根式。
(1)求滑块P从h高滑到斜面底端B时速度大小;
(2)当1号骨牌离
的水平距离
,滑块P从
高处静止开始下滑,滑块Q被P正碰后滑出刚好能击中1号骨牌顶端,求
;
(3)若让滑块Q从C点静止开始下滑,始终紧贴轨道滑入另一光滑圆弧轨道(如虚线所示,上端与圆弧轨道CD相切、下端与
相切),水平击中1号骨牌顶端。求1号骨牌离
的最小距离x2。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23f919bd3dde10dbbc076f7ec5149699.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23f919bd3dde10dbbc076f7ec5149699.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57915429f08cf8291e96d208cb789999.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
(1)求滑块P从h高滑到斜面底端B时速度大小;
(2)当1号骨牌离
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(3)若让滑块Q从C点静止开始下滑,始终紧贴轨道滑入另一光滑圆弧轨道(如虚线所示,上端与圆弧轨道CD相切、下端与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57915429f08cf8291e96d208cb789999.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23f919bd3dde10dbbc076f7ec5149699.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/14/bce5e28b-ad32-4f1b-b2d6-0bd5a1644b0f.png?resizew=368)
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,
轴与水平传送带重合,坐标原点
在传送带的左端,传送带长
,匀速运动的速度
。一质量
的小物块,轻轻放在传送带上
的
点。小物块随传送带运动到
点后冲上光滑斜面且刚好到达
点(小物块到达
点后被收集,不再滑下)。若小物块经过
处无机械能损失,小物块与传送带间的动摩擦因数
,重力加速度
。
点的纵坐标;
(2)求小物块在传送带上运动产生的热量;
(3)若将小物块轻轻放在传送带上的某些位置,最终均能沿光滑斜面越过纵坐标
的
点,求这些位置的横坐标范围。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dde8112e8eb968fd042418dd632759e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c391edd381e6d1d020c3a53d76fcea28.png)
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(2)求小物块在传送带上运动产生的热量;
(3)若将小物块轻轻放在传送带上的某些位置,最终均能沿光滑斜面越过纵坐标
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较难
(0.4)
【推荐2】如图所示,AB是一段光滑的水平支持面(厚度不计),紧贴AB下方安装有左右位置可调的传送带,开始时传送带右端E点位于B点左侧。一质量为m的小物块P在AB支持面上以速度v0滑到B点时水平飞出,落在水平地面C点。已知P落地时相对于B点的水平位移OC=l,重力加速度为g,不计空气阻力的作用。
(1)现将传送带右端E点移到B点右侧
处,将驱动轮锁定,传送带处于静止状态。使物块P仍以速度v0离开B点在传送带上滑行,物块P恰能运动到E点。求滑块与传送带之间的动摩擦因数。
(2)再调整传送带位置,使传送带右端E点位于B点右侧
处,同时将驱动轮的锁定解除,驱动传送带顺时针匀速转动,再使P以速度v0从B点滑上传送带,P仍落到C点,求此过程中产生的摩擦热。
(1)现将传送带右端E点移到B点右侧
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9504beb9cc2a4327638e0eb2d6f0a371.png)
(2)再调整传送带位置,使传送带右端E点位于B点右侧
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8185b36f4097e5ba6d94608a47c77652.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/19/2661276521431040/2661640412209152/STEM/42dc132a-5ee8-42cb-be5c-50619b78b1ce.png?resizew=286)
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(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,质量为
的平板车P的上表面离地面高
,质量为
的小物块
(大小不计,可视为质点)位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平地面上,一不可伸长的轻质细绳长为
,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计,可视为质点)。今将小球拉至悬线与竖直方向成
角由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无机械能损失。已知Q离开平板车时速度大小
,Q与P之间的动摩擦因数
,重力加速度
,计算:
(1)小球与Q碰撞前瞬间,细绳拉力T的大小;
(2)平板车P的长度L;
(3)小物块Q落地时与小车的水平距离s。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acc290b44635265137fdf13146b6a6d9.png)
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(1)小球与Q碰撞前瞬间,细绳拉力T的大小;
(2)平板车P的长度L;
(3)小物块Q落地时与小车的水平距离s。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/9/2114926643404800/2116296813928448/STEM/e41d12ad8ae741fcb658723cdf7f4a38.png?resizew=153)
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(0.4)
【推荐2】如图所示,竖直平面内固定有圆心为O、半径R=0.12m的
光滑圆弧轨道,其与足够长的光滑水平面相切于最低点C;空间存在电场强度大小
、方向水平向右的匀强电场。质量m1=0.3kg、电荷量
的物块甲在外力作用下静止在光滑圆弧轨道的最高点A,在C点右侧距C点距离L=0.144m处放有一质量m2=0.3kg、不带电的绝缘物块乙。将物块甲在A点由静止释放,当其落在圆弧轨道上时沿半径方向的速度减为0,沿圆弧轨道切线方向的速度不变,物块甲、乙发生碰撞为弹性碰撞。已知重力加速度g取10m/s2。求:
(1)物块甲由A点释放到落到圆弧轨道上经历的时间;
(2)物块甲与乙第1次碰撞前的速度
(3)碰撞时间不计,求甲、乙第1次碰撞后经过多长时间发生第10次碰撞及第10次碰撞后乙的速度。
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(1)物块甲由A点释放到落到圆弧轨道上经历的时间;
(2)物块甲与乙第1次碰撞前的速度
(3)碰撞时间不计,求甲、乙第1次碰撞后经过多长时间发生第10次碰撞及第10次碰撞后乙的速度。
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(0.4)
【推荐3】如图所示,在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道,圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点,O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置,绳与竖直方向夹角θ=60°,由静止释放,运动到最低点B时与另一静止的小球乙(可视为质点)发生完全弹性碰撞,碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道,当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球乙的质量是甲质量的3倍,重力加速度为g。
(1)求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小;
(2)若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动,求圆轨道的半径。
(1)求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小;
(2)若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动,求圆轨道的半径。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/2/26/2407370636288000/2407394830286848/STEM/000cf499-80e7-405a-9e59-d476e9789368.png?resizew=403)
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