如图甲所示,半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,为轨道的最低点,光滑水平面上有一静止的、足够长、上表面粗䊁的平板车紧挨圆弧轨道右侧放置,平板车质量,其上表面与点等高。质量的滑块(可视为质点)从圆弧轨道最高点由静止释放。取,求:
(1)滑块滑到圆弧轨道的最低点时的速度大小;
(2)滑块在平板车上运动的过程中,系统因摩擦转化的内能;
(3)若平板车上表面铺着特殊材料,其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化,滑块运动全过程接触位置动摩擦因数变化情况如图乙所示,经过二者达到共同速度,在此过程中平板车移动的距离,请在图丙中定性画出达到共速之前平板车和物块的速度一时间关系图像,并求出图乙中的(结果可用分数表示)和。
(1)滑块滑到圆弧轨道的最低点时的速度大小;
(2)滑块在平板车上运动的过程中,系统因摩擦转化的内能;
(3)若平板车上表面铺着特殊材料,其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化,滑块运动全过程接触位置动摩擦因数变化情况如图乙所示,经过二者达到共同速度,在此过程中平板车移动的距离,请在图丙中定性画出达到共速之前平板车和物块的速度一时间关系图像,并求出图乙中的(结果可用分数表示)和。
更新时间:2024-03-29 16:09:38
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【推荐1】如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD与倾角为53°的粗糙倾斜轨道AB在B点平滑连接,倾斜轨道AB长度为2m,圆弧轨道半径,B点左侧空间存在水平向右的匀强电场,电场方向平行于轨道平面。一质量为m=0.4kg的带正电的小滑块(可视为质点)从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑,小滑块滑到D点时速度为零,OD连线与竖直方向的夹角为37°,已知小滑块与倾斜轨道AB之间的动摩擦因数为,取重力加速度,。求:
(1)小滑块第一次到达B点时的速度大小;
(2)小滑块最终在斜轨道AB上通过的总路程;
(3)小滑块运动过程中对圆弧轨道的最大压力大小。
(1)小滑块第一次到达B点时的速度大小;
(2)小滑块最终在斜轨道AB上通过的总路程;
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【推荐2】为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为,长为的倾斜轨道,通过微小圆弧与长为的水平轨道相连,然后在处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道,如图所示。现将一个小球从距点高为的水平台面上以一定的初速度水平弹出,到点时速度方向恰沿方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与和间的动摩擦因数均为。取,不计空气阻力,求:
(1)小球过点时速度的大小;
(2)小球滑过点时的速率;
(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件。
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【推荐3】半径R=0.8m的光滑圆弧轨道与水平放置的传送带左边缘相切,传送带长为L=4.5m,它顺时针转动的速度v=3m/s,质量为m2=3kg的小球被长为l=lm的轻质细线悬挂在O点,球的左边缘恰与传送带右端B对齐;细线所能承受的最大拉力为F=42N,质量为m1=lkg的物块自光滑圆弧的顶端以初速度v0=3m/s的速度开始下滑,运动至B点与质量为m2的球发生正碰,在极短的时间内反弹,细绳恰好被拉断。已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1,取重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)碰撞前瞬间,物块的速度是多大?
(2)碰撞后瞬间,物块的速度是多大?
(3)物块在传送带上运动的整个过程中,与传送带间摩擦而产生的内能是多少?
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【推荐1】如图是利用传送带装运煤块的示意图。倾角θ=30°,煤块与传送带间的动摩擦因数,传送带的主动轮和从动轮半径相等,轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H=1.8m。现在传送带底端与车底等高处由静止释放一质量m=0.1kg的煤块(可视为质点),煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动,后与传送带一起做匀速运动, 到达主动轮时随轮一起匀速转动。煤块在轮的最高点恰好水平抛出,并落在距抛出点水平距离x=1.2m的车底,取g= 10m/s2,求:
(1)主动轮和从动轮的半径R;
(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t;
(3)煤块从开始运动到传送带最高点过程中电动机比空转时多消耗的电能∆E。
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(1)时间t1及0-t1时间内P的位移d1;
(2)t1-t2时间内P的位移d2;
(3)若s,则t3时刻P与A点的距离s及P与传送带摩擦产生的热量Q。
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(1)小球与滑块碰前瞬间细线的拉力大小;
(2)滑块在传送带上第一次减速到零的位置距传送带左端的距离;
(3)滑块从开始运动到最终静止的过程中,滑块与传送带间因摩擦产生的热量。
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(1)第一次碰到圆盘前瞬间小球的速度,以及碰到圆盘后瞬间管下落的加速度;
(2)管第一次落地时圆盘离管上端口的距离,以及此时圆盘的速度;
(3)小球第一次碰到圆盘后经过多长时间第二次碰到圆盘,以及此时圆盘的速度。
(1)第一次碰到圆盘前瞬间小球的速度,以及碰到圆盘后瞬间管下落的加速度;
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【推荐3】如图所示,一根足够长的圆管竖直固定,管内有一质量可以忽略的轻活塞C,一根轻质细弹性绳的上端连接活塞C,下端连接质量为m的小物块A,A处于静止。已知弹性绳的劲度系数为k且弹性规律满足胡克定律,活塞与管壁间的最大静摩擦力为3mg,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。现有一个质量为m的细圆环B从中间穿过弹性绳,并从A的正上方处静止释放,A、B碰撞时间极短且完全粘合。
(1)A、B碰撞结束时的速度大小;
(2)A、B整体第一次达到速度最大时的速率;
(3)A、B整体第一次达到最低点的过程中活塞与筒壁产生的摩擦热量。
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