组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 曲线运动 > 圆周运动 > 生活中的圆周运动 > 竖直方向的圆周运动 > 绳球类模型及其临界条件
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:279 题号:21098456
如图所示,一游戏装置由固定在水平地面上倾角的直轨道、水平直轨道、螺旋圆形轨道、水平直轨道组成,除段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道相切于处,OE分别为螺旋圆形轨道的圆心和圆心的等高点。凹槽底面水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁处,摆渡车上表面与BCDFG点在同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径长度,摆渡车长度、质量。将一质量的滑块1从倾斜轨道上距B处静止释放,滑块1与轨道和摆渡车间的动摩擦因数分别。(已知摆渡车碰到竖直侧壁立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力,,重力加速度)。求:
(1)滑块1刚进入螺旋轨道D时螺旋轨道对滑块1的支持力大小N
(2)若在C点处放一个质量为的另一滑块2(可看出质点),滑块1和滑块2间的碰撞均为弹性碰撞,要想滑块2不脱离螺旋轨道,应为多少;
(3)接第(2)问,若,滑块1停止运动时离摆渡车右端的距离x

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【推荐1】如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB,圆心为O的竖直半圆轨道BCD、水平直轨道EF及弹性板等组成,半圆轨道最高点D与水平直轨道右端点E处在同一竖直线上,且D点略高于E点。已知可视为质点的滑块质量,轨道BCD的半径,轨道EF的长度,滑块与轨道EF间的动摩擦因数,其余各部分轨道均光滑。游戏时滑块从A点弹出,经过圆轨道并滑上水平直轨道EF。弹簧的弹性势能最大值,弹射器中滑块与弹簧相互作用时,机械能损失忽略不计,滑块与弹性板作用后以等大速率弹回,不计滑块通过DE之间的能量损失,g。求
(1)滑块恰好能通过D点的速度
(2)若弹簧的弹性势能,求滑块运动到与圆心O等高的C点时所受弹力
(3)若滑块最终静止在水平直轨道EF上,求弹簧的弹性势能的范围。

   

2023-07-21更新 | 761次组卷
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【推荐2】小王将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由水平轨道AB、竖直小圆轨道、水平轨道、竖直大圆轨道和水平轨道平滑连接而成,其中BF相互靠近且错开,FGH部分是圆管轨道,轨道EF段粗糙,其余均光滑。已知轨道半径的半径,轨道EF长度,轨道足够长。一质量小滑块被压缩的轻弹簧锁定在A处,滑块的尺寸略小于圆管的直径,将锁定装置解除可把滑块弹出,滑块与轨道EF间动摩擦因素,弹簧的形变始终在弹性限度内。
(1)若压缩的弹簧具有的弹性势能,求滑块通过小圆轨道最低点B时速度大小和轨道对其弹力的大小;
(2)能使滑块到达E处,求弹簧弹性势能的最小值;
(3)要使滑块始终没有脱离轨道,求弹簧弹性势能的取值范围。
   
2023-06-25更新 | 695次组卷
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【推荐3】如图所示,有一原长为的轻质弹簧,一端拴接在水平地面A处的固定挡板上,另一端位于水平地面上B处,弹簧处于原长。竖直平面内半径为的半圆形光滑轨道CDE与水平地面相切与C点,BC之间的距离为ABCDE在同一竖直平面内。质量为的小物块自D点(与圆心O等高)沿轨道由静止开始下滑,在水平地面上向左最远运动到P点(未画出),随后被水平弹回,恰好运动到C点,已知物块与水平地面间的动摩擦因数,重力加速度大小为,整个过程中弹簧未超出弹性限度。求:
(1)小物块第一次到达C点时,小物块对轨道的压力;
(2)小物块运动到点时,弹簧的弹性势能;
(3)若改变物块的质量,将其压缩弹簧至点,静止释放后物块能滑上半圆形轨道,且在轨道上运动过程中未与轨道脱离,求改变后物块的质量应满足的条件。
2020-09-18更新 | 545次组卷
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