如图所示,AB为竖直光滑圆弧的直径,其半径R=0.9m,A端沿水平方向。水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CDE相接于C点,D为圆轨道的最低点,圆弧轨道CD、DE对应的圆心角θ=37°。圆弧和倾斜传送带EF相切于E点,EF的长度为l=10m。一质量为M=1kg的物块(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,再经过E点,随后滑上传送带EF。已知物块经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等,物块与传送带EF间的动摩擦因数μ=0.75,取g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37=0.8。求:
(1)物块从A点飞出的速度大小vA和在A点受到的压力大小FA;
(2)物块到达C点时的速度大小vC及对C点的压力大小FC;
(3)若传送带顺时针运转的速率为v=4m/s,求物块从E端到F端所用的时间。
(1)物块从A点飞出的速度大小vA和在A点受到的压力大小FA;
(2)物块到达C点时的速度大小vC及对C点的压力大小FC;
(3)若传送带顺时针运转的速率为v=4m/s,求物块从E端到F端所用的时间。
更新时间:2023-11-03 19:04:49
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示为粮食仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距L1=3m;另一台倾斜传送,传送带与地面间的倾角,C、D两端相距L2=4.45m,B、C相距很近。水平传送带以v0=5m/s沿顺时针方向转动。现将质量为m=10kg的一袋大米无初速度的放在A端,它随传送带到达B点后,速度大小不变的传到倾斜传送带的C端,当米袋速度为零时将米袋取走。米袋与两传送带之间的动摩擦因数均为,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若倾斜传送带CD不转动,则米袋沿传送带AB运动的时间为多少?米袋沿传送带CD向上滑动的时间为多少?
(2)若倾斜传送带CD以v=4m/s的速率沿顺时针方向转动,试判断米袋能否传到D端?若不能,求米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离;若能,求米袋从C端运动到D端的时间。
(1)若倾斜传送带CD不转动,则米袋沿传送带AB运动的时间为多少?米袋沿传送带CD向上滑动的时间为多少?
(2)若倾斜传送带CD以v=4m/s的速率沿顺时针方向转动,试判断米袋能否传到D端?若不能,求米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离;若能,求米袋从C端运动到D端的时间。
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(0.4)
【推荐2】如图所示,长L=3.76m的传送带与水平面夹角θ=37°,以速度v=2m/s顺时针运行。t=0时刻,质量mA=1kg的小物块A从传送带顶端以初速度v0A=0.6m/s滑下,同时质量mB=2kg的小物块B以初速度v0B=4m/s从底端冲上传送带,经过一段时间后,两物块在传送带上某处发生瞬间碰撞并且粘连。传送带与物块间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)t=0时刻,小物块A和小物块B沿传送带运动的加速度大小;
(2)从t=0时刻开始到两物块发生碰撞经历的时间;
(3)小物块A和小物块B离开传送带时的动能。
(1)t=0时刻,小物块A和小物块B沿传送带运动的加速度大小;
(2)从t=0时刻开始到两物块发生碰撞经历的时间;
(3)小物块A和小物块B离开传送带时的动能。
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(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,轨道AB固定在竖直平面内,C、D是倾斜传送带上下两转轮与皮带的切点,传送带下端紧接着斜面,斜面底端有一弹性板E。已知倾斜传送带和斜面与水平面的夹角都为,传送带CD间距离,斜面长。一质量的小滑块在A点释放后,从轨道末端B水平抛出,从C点以的速度沿CD方向进入传送带。滑块与弹性板碰撞前后速度大小不变,滑块与传送带和斜面间的滑动摩擦因数均为。
(1)求滑块从B运动到C的时间t;
(2)若传送带静止不动,则滑块与弹性板碰前瞬间的速度大小是多少?反弹后能上滑的最大距离是多少?
(3)若传送带逆时针匀速运行的速度大小为,请写出滑块与弹性板碰撞后能上滑的最大距离与之间的关系式。
(1)求滑块从B运动到C的时间t;
(2)若传送带静止不动,则滑块与弹性板碰前瞬间的速度大小是多少?反弹后能上滑的最大距离是多少?
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名校
【推荐1】长为0.5m,质量可忽略的杆,其一端固定于离地面高度为5.5m的O点,另一端连有质量m=2kg的小球,它绕O点做圆周运动,如图所示,已知g取10m/s2.
(1)当小球通过最高点时,速度v=1m/s,求杆受到的力(说明是拉力还是压力).
(2)若轻杆所能承受的最大拉力为420N,试求小球做圆周运动的最大速度.
(3)若在第(2)问中,轻杆恰好在最低点处断裂,试求小球落地时的速度
(1)当小球通过最高点时,速度v=1m/s,求杆受到的力(说明是拉力还是压力).
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【推荐2】如图所示,水平地面上固定有一个半径为的竖直圆弧轨道点为圆弧轨道的圆心,C点为轨道的最低点,O、D等高,连线与竖直方向的夹角为,圆弧的段光滑,其他部分粗糙。质量的物块b静止在C点,质量的物块a从圆弧轨道左边的平台右边缘A点以初速度水平抛出,物块a恰好可以无碰撞地从B点进入圆弧轨道,在C点物块a与物块b发生弹性正碰,碰撞时间极短,碰后立即撤去物块a,物块a、b均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取,,,求:
(1)A点与B点的高度差h;
(2)物块a、b碰后瞬间物块b的速度大小;
(3)若物块a与b碰撞后物块b恰好不脱离轨道,求物块b第一次沿圆弧轨道上升过程中摩擦力所做的功。
(1)A点与B点的高度差h;
(2)物块a、b碰后瞬间物块b的速度大小;
(3)若物块a与b碰撞后物块b恰好不脱离轨道,求物块b第一次沿圆弧轨道上升过程中摩擦力所做的功。
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【推荐3】如图甲所示,校园中的“喷泉”从水面以相同倾斜角度和速度大小喷射而出,水滴下落击打水面形成层层涟漪甚为美观.水滴的运动为一般的抛体运动,它的受力情况与平抛运动相同,在水平方向不受力,在竖直方向只受重力,我们可以仿照研究平抛运动的方法来研究一般的抛体运动.图甲中所示喷泉水滴的运动轨迹如图乙中所示,上升的最大高度为h,水滴下落在水面的位置距喷水口的距离为d.已知喷出口的水流量Q(流量Q定义为单位时间内喷出水的体积),水的密度为ρ,重力加速度为g.
(1)求上述喷泉中水从喷水口喷出时的速度大小v.
(2)如图乙所示,若该“喷泉”是采用水泵将水先从距水面下深度为H处由静止提升至水面,然后再喷射出去.已知:H=h,d=2h,水泵提升水的效率为η,求水泵抽水的平均功率P.
(1)求上述喷泉中水从喷水口喷出时的速度大小v.
(2)如图乙所示,若该“喷泉”是采用水泵将水先从距水面下深度为H处由静止提升至水面,然后再喷射出去.已知:H=h,d=2h,水泵提升水的效率为η,求水泵抽水的平均功率P.
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名校
【推荐1】如图所示,光滑水平面与竖直面内的半圆形轨道在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物体以某一初动能向右运动,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:
(1)物体的初动能E:
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率。
(1)物体的初动能E:
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率。
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】如图所示,一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度L=3.5m的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的滑块从A点无初速度释放,经过圆弧上B点时,传感器测得轨道所受压力大小为4.5N,然后经过水平直轨道BC,从C点水平飞离轨道,落到水平地面上的P点,P、C两点间的高度差为3.2m。滑块运动过程中可视为质点,且不计空气阻力。(g取10m/s2)
(1)求滑块运动至B点时的速度大小;
(2)若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数μ0=0.3,求P、C两点的水平距离;
(3)在P点沿图中虚线安放一个竖直挡板,若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数可调,问动摩擦因数取何值时,滑块击中挡板时的速度最小,并求此最小速度。
(1)求滑块运动至B点时的速度大小;
(2)若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数μ0=0.3,求P、C两点的水平距离;
(3)在P点沿图中虚线安放一个竖直挡板,若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数可调,问动摩擦因数取何值时,滑块击中挡板时的速度最小,并求此最小速度。
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(0.4)
名校
【推荐3】某兴趣小组设计了一个滑块弹射轨道模型,如图所示,整个装置由两根可调节高度的升降架支撑,固定在底座水平木板上,升降架初始高度h1=20cm.将一质量为m=1kg的滑块(可视为质点)压在固定的弹簧装置上,每次弹射时,出射点O始终和底座木板水平面齐平,每次弹出的弹性势能可根据需要改变.管道OA的高度和底座升降架可以同时上下调节,保证装置上端始终水平.用弹簧装置将滑块弹出,使其沿着光滑的管道OAB进入半圆形光滑轨道BC,BC轨道半径R=40cm,CD段是一长为LCD=1m的粗糙接触面,DE是倾角为θ=37°的可拆卸粗糙斜面,其长度LDE=60cm.滑块与CD、DE间的动摩擦因数均为μ=0.5,不考虑在D点的能量损失(g取10m/s2)
(1)要使滑块恰好不脱离BC圆弧轨道,压缩弹簧弹性势能Ep为多少?
(2)在满足第(1)问的情况下,滑块最后停在离D点什么位置?
(3)改变轨道模型:兴趣小组把斜面DEF拆掉,让滑块直接从D点飞出,落在长木板上.假设实验时,弹簧的弹性势能Ep=15J,求可调升降架的h为多高时,滑块的落地点与D点的水平距离最远?(滑块不会击中弹射装置)
(1)要使滑块恰好不脱离BC圆弧轨道,压缩弹簧弹性势能Ep为多少?
(2)在满足第(1)问的情况下,滑块最后停在离D点什么位置?
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