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,O、E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B、C、D、F、G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点处静止释放,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。
(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;
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更新时间:2023-12-14 18:37:51
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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取。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。
(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;
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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B和、F和相互靠近且错开,FGH部分是圆管轨道,轨道EF段粗糙,其余均光滑。已知轨道半径和的半径,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。
(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;
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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,A、B、C、D、E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。
(1)小物块第一次到达C点时,小物块对轨道的压力;
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【推荐1】某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在 A 点用一弹射装置可 将静止的小滑块以 v0水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到 B 点后,进入半径 R=0.3m的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自 B 点向 C 点运动,C 点右侧有一陷阱,C、D 两点的竖 直高度差 h=0.2m,水平距离 s=0.6m,水平轨道 AB 长为 L1=1m,BC 长为 L2 =2.6m,小滑块与 水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5,重力加速度 g=10m/s2。
(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小;
(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小的范围。
(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在 A 点弹射出的速度大小;
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【推荐2】如图所示,光滑绝缘的水平地面上,相隔4L的A,B两点固定有两个电量均为+Q的正电电荷,a,O,b是AB连线上的三点,且O为中点,Oa=Ob=L.一质量为m,电量为q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动,在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用,但速度为零时,阻力也为零.当它第一次运动到O点时,速度为2v0,继续运动到b点时的速度刚好为0,然后返回往复运动,直至最后静止在O点.已知静电力常量为k,求:
(1)电荷q受到的阻力大小?
(2)aO两点之间的电势差?
(3)电荷q在电场中运动的总路程?
(1)电荷q受到的阻力大小?
(2)aO两点之间的电势差?
(3)电荷q在电场中运动的总路程?
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【推荐1】某同学为了研究碰撞问题,设计了如图所示的装置,半径为R的光滑四分之一圆弧轨道AB和半径为1.5R的光滑半圆弧轨道CD固定在竖直面内,两圆弧轨道的最低点均与光滑水平轨道平滑相切,质量均为m的小球b、c静止在水平面上,将质量为2m的小球a从A点正上方某处由静止释放,小球a刚好从A点进入圆弧轨道,运动到水平面上与小球b发生弹性正碰,此后小球b又与小球c发生正碰并粘在一起,结果,粘在一起的b、c小球恰好能到达D点,不计小球的大小,重力加速度大小为g,求:
(1)小球b与小球c碰撞前的速度大小;
(2)小球a由A点正上方释放的位置离A点的高度。
(1)小球b与小球c碰撞前的速度大小;
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【推荐2】如图所示,半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的上端B点和圆心O的连线与水平方向的夹角,下端C点为轨道的最低点且与光滑水平面相切。质量的小物块a(可视为质点)从空中A点以的速度水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面并与静止在水平面上的另一小物块b发生弹性碰撞,碰撞后物块a恰好可以返回到圆弧轨道与圆心O等高处。g取,,求:
(1)A点和B点间的水平距离;
(2)小物块下滑经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)物块b的质量M。(结果用根式表示,可不用化成最简形式)
(1)A点和B点间的水平距离;
(2)小物块下滑经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
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【推荐3】如图所示,有一个光滑圆环MDN固定在竖直平面内,半径为,圆心在O点,N、O、D为竖直直径上的三点,O、M、B、C四点在同一个水平面上,在N点正下方接近N点处固定一个非常小的光滑水平支架,支架上放置一个可视为质点的小物块b,另一个可视为质点的小球a在M点的正上方。传送带顺时针匀速转动,速度大小为,左端点B距圆心O的水平距离为,BC长为,已知球a的质量,物块b的质量,,不计空气阻力。
(1)若将物块b拿走,球a从M点正上方的某处由静止释放后,恰好能从圆轨道最高点N水平飞出,且击中传送带上的B点,求OB的距离;
(2)将物块b放在支架上,球a从M点正上方距离M点高度为处由静止释放,则球a能不能与物块b相碰?若能,求碰后两者的速度大小;若不能,求球a与圆轨道脱离的位置与圆心O的高度差;
(3)调整球a从M点正上方释放点的高度,使a、b两物体发生弹性碰撞后,球a能原轨道返回,物块b做平抛运动后落在传送带上,且物块b落在传送带上时竖直分速度全部损失,只保留水平方向分速度。当物块b落在传送带上距离B点最近时,物块b在传送带上会一直向右加速运动,到C点时恰好与传送带速度相等,求物块b与传送带间的动摩擦因数μ。
(1)若将物块b拿走,球a从M点正上方的某处由静止释放后,恰好能从圆轨道最高点N水平飞出,且击中传送带上的B点,求OB的距离;
(2)将物块b放在支架上,球a从M点正上方距离M点高度为处由静止释放,则球a能不能与物块b相碰?若能,求碰后两者的速度大小;若不能,求球a与圆轨道脱离的位置与圆心O的高度差;
(3)调整球a从M点正上方释放点的高度,使a、b两物体发生弹性碰撞后,球a能原轨道返回,物块b做平抛运动后落在传送带上,且物块b落在传送带上时竖直分速度全部损失,只保留水平方向分速度。当物块b落在传送带上距离B点最近时,物块b在传送带上会一直向右加速运动,到C点时恰好与传送带速度相等,求物块b与传送带间的动摩擦因数μ。
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【推荐1】如图所示,倾角为θ的倾斜平行直轨道与竖直面内的平行圆形轨道平滑对接,轨道之间距离为L,圆形轨道的半径为r,在倾斜平行轨道上半部分处有磁感应强度为B的垂直于轨道平面的匀强磁场,磁场区域足够大,圆形轨道末端接有一阻值为R的电阻.质量分布均匀且为m的金属棒a从距轨道最低点C高度为H处静止释放,运动到最低点C时的速度大小,恰好与放在此处质量分布均匀的金属棒b发生碰撞,碰后粘在一起.金属棒a、b电阻都是R且直径相对圆形轨道半径r忽略不计,轨道电阻不计,不计一切摩擦,求:
(1)金属棒中产生感应电动势的最大值Em;
(2)金属棒下滑过程中整个电路产生的热量Q;
(3)若碰后金属棒a、b不脱离轨道,求金属棒b的质量的取值范围.
(1)金属棒中产生感应电动势的最大值Em;
(2)金属棒下滑过程中整个电路产生的热量Q;
(3)若碰后金属棒a、b不脱离轨道,求金属棒b的质量的取值范围.
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【推荐2】如图所示,在光滑水平面上有一质量为nm的木板,木板上依次紧挨着排列有n个质量均为m的可视为质点的小木块,从左向右依次编号为1、2、3……n。最初木板静止,n个木块的初速度均向右,大小从左向右依次为v0、2v0、3v0……nv0,每个木块与木板间的动摩擦因数均为μ,设木板足够长,重力加速度为g,求:
(1)若n=3,木块和木板的最终速度和整个过程中产生的热量;
(2)n个物块与木板相对运动结束时1、2木块之间的距离;
(3)第k(k≤n)个木块运动过程中的最小速度。
(1)若n=3,木块和木板的最终速度和整个过程中产生的热量;
(2)n个物块与木板相对运动结束时1、2木块之间的距离;
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【推荐3】如图所示装置由倾斜轨道AB,关于竖直线OC对称且半径可调的圆弧轨道BCD,以速度v顺时针转动的传送带EF和足够长水平轨道MN组成。轨道AB和BCD平滑连接,FM间不计空隙。开始时,小物块甲从AB某处静止释放,经BCD后从D点抛出,由E点水平进入传送带后与MN上静止的另一小物块乙发生弹性正碰。已知CE的水平距离,CE竖直距离,传送带EF长,,物块甲和乙均可视为质点,物块甲的质量。到达E点时,物块甲只有速度水平才能滑上传送带,其与传送带间的动摩擦因数,圆弧轨道BCD最低点C点位置固定,圆心角保持不变,其它各处摩擦不计。
(1)当轨道BCD的半径时,甲从距B点处释放,求甲在C点受到的支持力大小;
(2)要使甲能滑上传送带,求轨道BCD的半径;
(3)在(2)问中,要使甲、乙只发生一次碰撞,求物块乙的质量的取值范围。
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