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:1482 题号:22461023
如图所示,光滑倾斜轨道AB和水平轨道BC平滑连接(小球经过时速度大小不变),轨道AB距地面高hA点有一个质量m=1kg的小球无初速释放,小球从C点向右进入半径R=1m的光滑圆形轨道,圆形轨道底部C处前后错开,小球可以从C点向右离开圆形轨道,在水平轨道上继续前进。已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,水平轨道BCL=1m,不计其它阻力,重力加速度
(1)若释放点A高度h=3m,求小球到达B点的速度大小;
(2)要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要满足什么条件;
(3)若小球恰好不脱离轨道,求小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离。

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解答题 | 较难 (0.4)
【推荐1】如图所示,左、右两侧带有轻质光滑的小滑轮、边长为的正方体固定在水平地面上,质量分别为的两个可视为质点的小球通过跨在滑轮上长为的轻绳连接,用手托住小球,使小球恰好静止在水平地面上。现对施加竖直向下的拉力,当撞击到地面瞬间撤去拉力,同时与地面牢固粘连。已知在运动的过程中轻绳一直没有断裂。不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)均静止时,左侧滑轮受到的绳子的压力
(2)开始运动后,小球撞击到地面瞬间的速度大小;
(3)小球能到达的最大高度及其第一次经过最高点时的速度大小。
2024-01-10更新 | 255次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐2】如图所示,在竖直平面内,半径为的光滑半圆轨道和水平轨道C点相切,D为半圆轨道的最高点。将一轻弹簧水平放置在轨道上,弹簧左端固定在A点,右端位于B点,并与质量为m的小物块接触但不连接,此时弹簧处于原长。现将小物块推至E点并由静止释放,小物块向右运动进入半圆轨道,恰能到达D点。已知,小物块与水平轨道间的滑动摩擦力大小恒为g为重力加速度大小),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物块可视为质点,弹簧始终在弹性限度内。(弹簧的弹性势能可表示为:为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)
(1)求小物块运动到半圆轨道最低点时对轨道的压力;
(2)求弹簧的劲度系数;
(3)求小物块向右运动过程中的最大动能;
(4)若保证小物块进入半圆轨道且不脱离半圆轨道(从CD两端点离开除外),求释放点到B点的距离范围。
2022-04-29更新 | 370次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】如图所示,左侧为固定在水平地面上足够大、表面光滑、倾角为30°的斜面体,长的细绳一端固定在斜面体上C点,另一端悬挂一质量的小球,小球静止在斜面体底部A点,细绳AC中点处紧靠细绳右侧有一颗钉子(图中未画出)。在水平地面B点处静置着质量的物块P和质量的物块Q,二者间压缩着一轻质弹簧并锁定(物块与弹簧不连接),物块P、Q可视为质点。距B处足够远处停放着质量的小车,其上表面EF段粗糙,与AB等高,长度FD段为半径的1/4光滑圆弧轨道。P、Q与地面、小车与地面间的摩擦力忽略不计,Q与EF间的动摩擦因数均为。现解除弹簧锁定,物块P、Q由静止被弹出(P、Q脱离弹簧后立即撤走弹簧),之后物块Q滑上小车,而物块P与小球发生弹性碰撞,碰后小球在斜面上转一周且细绳始终处于拉直状态,碰到钉子后细绳恰好被拉断。已知细绳能承受的最大拉力。不计物块经过AB面与斜面体连接点、AB面与小车连接点时的机械能损失。取,不计空气阻力。
(1)求小球碰后到达最高点时细绳上的拉力大小
(2)求轻质弹簧锁定时的弹性势能
(3)求物块Q冲出小车后离开D点的最大高度;
(4)撤去斜面体及其上小球,若弹簧解除锁定后,物块Q向右滑上小车后能通过F点,并且后续运动过程始终不滑离小车,求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。
2023-11-06更新 | 690次组卷
共计 平均难度:一般