一种自动计数的呼拉圈深受人们欢迎,如图甲,腰带外侧带有轨道,轨道内有一滑轮,滑轮与配重通过轻绳连接,其模型简化如图乙所示,已知配重质量,绳长为,悬挂点到腰带中心的距离为,水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重在水平面内做匀速圆周运动。不计一切阻力,绳子与竖直方向夹角,配重距离地面高度为,,求:
(1)细绳的拉力;
(2)若配重不慎脱落,脱落后平抛的水平距离(结果用根号表示);
(3)配重从静止开始加速旋转至的过程中,绳子对配重所做的功。
(1)细绳的拉力;
(2)若配重不慎脱落,脱落后平抛的水平距离(结果用根号表示);
(3)配重从静止开始加速旋转至的过程中,绳子对配重所做的功。
更新时间:2023-12-24 09:10:55
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【推荐1】如图所示,A、B为半径的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,在四分之一圆弧区域内存在着、竖直向上的匀强电场,有一质量,带电量的物体(可视为质点),从A点的正上方距离A点处由静止开始自由下落(不计空气阻力),BC段为长、与物体间动摩擦因数为的粗糙绝缘水平面,CD段为倾角且离地面DE高的斜面。(取)
(1)若,求物体在A点的电势能;
(2)物体能沿轨道AB到达最低点B,求它到达B点时轨道对物体的弹力大;
(3)求物体从C处射出后,C点至落点的水平位移。(已知,,不讨论物体反弹以后的情况)
(1)若,求物体在A点的电势能;
(2)物体能沿轨道AB到达最低点B,求它到达B点时轨道对物体的弹力大;
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【推荐2】如图所示,水平轨道上有一轻弹簧左端固定,弹簧处于自然状态时,其右端位于P点。现用一质量m=0.1kg的小物块 (可视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道,最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点,已知物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,R=l=1m,A到B的竖直高度h=1.25m,取g=10m/s2。
(1) 求物块到达Q点时的速度大小(保留根号);
(2) 求物块经过Q点时圆轨道对物块的压力;
(3) 求物块水平抛出的位移大小。
(1) 求物块到达Q点时的速度大小(保留根号);
(2) 求物块经过Q点时圆轨道对物块的压力;
(3) 求物块水平抛出的位移大小。
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【推荐1】如图所示,一细绳穿过光滑固定的细管,两端分别拴着小球A和B,质量关系mB=2mA(g取10m/s2)。
(1)小球A绕管子的中心轴转动,稳定时连接小球A的细绳与竖直方向的夹角α是多少?
(2)如果此时小球A到上管口的绳长L=0.6m,那么小球A的线速度是多少?
(1)小球A绕管子的中心轴转动,稳定时连接小球A的细绳与竖直方向的夹角α是多少?
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【推荐2】如图所示,一直角轻质木架,部分水平,部分竖直,其中A、两点距离为。一根长为的轻绳两端分别系在A、两点,绳上串一个质量为的光滑小圆环,初始时木架和圆环保持静止状态。现使木架绕轴转动,带动圆环一起在水平面内做圆周运动,当与端相连的绳子保持竖直时,木架匀速转动,已知重力加速度,。求:
(1)木架与圆环保持静止状态时,绳子的张力大小;
(2)与A端相连的绳子保持竖直时,木架转动的角速度。
(1)木架与圆环保持静止状态时,绳子的张力大小;
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【推荐3】如图所示,是一种叫“飞椅”的游乐项目。长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ。已知游客的质量为m,重力加速度为g,钢绳和椅子的质量及空气阻力忽略不计。回答下列问题:
(1)求钢绳受到的拉力大小T;
(2)推导转盘匀速转动时,其角速度ω与夹角θ的关系;
(3)当转盘匀速转动时,某时刻一游客衣服口袋中的钥匙突然滑落。已知钥匙滑落时距离地面高为h。钥匙着地后,正在转轴中心处的管理员发现这一情况后,跑过来捡钥匙。他至少应该跑多远才行?
(1)求钢绳受到的拉力大小T;
(2)推导转盘匀速转动时,其角速度ω与夹角θ的关系;
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【推荐1】如图所示,轻质弹性绳一端固定在O点,另一端与质量为m=1kg的圆环相连,M处有一光滑定滑轮,弹性绳的原长等于OM。将圆环从M点水平拉至A点并套在粗糙竖直固定杆上,OMA三点在同一水平线上,之后将圆环由静止释放,圆环恰可下滑至C点。已知MA间距离x0=0.8m,AC间距离h=1.2m,弹性绳弹力满足胡克定律且始终在弹性限度内,其劲度系数k=10N/m,竖直杆粗糙程度一致,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)简要证明圆环在A点时弹性绳的弹性势能为;
(2)求圆环从A下滑至C过程中克服摩擦力做的功;
(3)求圆环下滑过程中的最大动能。
(1)简要证明圆环在A点时弹性绳的弹性势能为;
(2)求圆环从A下滑至C过程中克服摩擦力做的功;
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【推荐2】中国是目前世界上高铁发展最快的国家,高铁也成为了中国一张亮丽的名片,中国最先进的“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢,每节车厢发动机的额定功率均为P,若动车组加速时所受阻力不变,动车组以额定功率从静止开始做加速运动,经过时间t达到最大速度
(1)求当动车组的速度为最大速度一半时的加速度a;
(2)求动车组加速过程的总位移;
(3)事实上动车组所受阻力会与运动速率成正比,即(k为已知常量),动车组进站时关闭所有动力(进站时速度为最大速度),求动车组在减速运动中的位移。
(1)求当动车组的速度为最大速度一半时的加速度a;
(2)求动车组加速过程的总位移;
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【推荐3】某工厂流水线示意图如图所示,一半径的圆盘水平放置,在其边缘E点固定一小桶(可视为质点),在圆盘直径的正上方平行放置一光滑水平滑道,长度为,滑道右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上,且竖直高度。为一竖直面内的四分之一粗糙圆弧轨道,半径,且与光滑水平滑道相切于B点。一质量的滑块(可视为质点)从A点由静止释放,当滑块经过B点时,圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕通过圆心的竖直轴匀速转动,最终物块由C点水平抛出,恰好落入圆盘边缘的小桶内。(取)求:
(1)滑块在圆弧轨道克服摩擦力做的功;
(2)圆盘转动的角速度应满足的条件。
(1)滑块在圆弧轨道克服摩擦力做的功;
(2)圆盘转动的角速度应满足的条件。
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