如图所示,倾角的斜面AB与长度为的水平面BC在B点衔接,衔接点平滑,质量为的可视为质点的滑块Q静置在水平面的右端C。可视为质点的滑块P自斜面上高处静止释放,与滑块Q发生弹性碰撞后,滑块Q在C点立即进入光滑竖直半圆轨道DE的内侧(CD间隙不计),D为圆的最高点,圆半径记为R。滑块Q经圆弧后在E点水平抛出,最终落于水平地面FG上,水平面FG与BC的高度差为。已知滑块P与AB面和BC面的动摩擦因数都为。
(1)若滑块P的质量为,半圆轨道DE的半径R可调,半圆轨道能承受的滑块的压力不能超过70N,要保证滑块Q能经圆周运动顺利经过E点。
①求滑块Q进入D点时的速度。
②求半圆轨道的半径R的取值范围。
③求滑块Q离开E后落在FG面上的最大射程。
(2)若半圆轨道DE的半径为,滑块P的质量可调,求滑块Q进入D点时对D的压力大小的范围。
(1)若滑块P的质量为,半圆轨道DE的半径R可调,半圆轨道能承受的滑块的压力不能超过70N,要保证滑块Q能经圆周运动顺利经过E点。
①求滑块Q进入D点时的速度。
②求半圆轨道的半径R的取值范围。
③求滑块Q离开E后落在FG面上的最大射程。
(2)若半圆轨道DE的半径为,滑块P的质量可调,求滑块Q进入D点时对D的压力大小的范围。
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更新时间:2024-03-29 12:46:21
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【推荐1】如图,一水平传送带左端与水平平台相切,右端与一光滑半圆轨道相切,轨道半径R=0.5m,传送带左右两端距离为L=12m,一载物箱以速度v0自平台滑上传送带,传送带以v=5m/s速度向右匀速运动,其与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1,则
(1)当v0=8m/s时,能否滑上右侧轨道最高点,请写出推理过程;
(2)要使载物箱恰好滑至轨道最高点,v0应满足什么条件。
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【推荐2】如图所示,在光滑水平桌面上,质量的小物块(看作质点)压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能若打开锁扣K,弹性势能完全释放,将小物块以一定的水平速度沿水平桌面飞出,恰好从B点沿切线方向进入圆弧轨道,圆弧轨道的段光滑,段粗糙。其中,C为轨道的最低点,D为最高点且与水平桌面等高,圆弧对应的圆心角,轨道半径,不计空气阻力,。求:
(1)压缩弹簧储存的弹性势能的大小;
(2)当小物块运动到圆弧轨道C点时,对轨道的压力大小;
(3)若小物块恰好能通过最高点D,圆弧轨道上摩擦力对小物块做的功。
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【推荐3】如图所示,光滑绝缘的半圆形轨道ANB固定于丝平面内,半圆形轨道与绝缘的水平地面相切于半圆的端点A,AC间距。质量的滑块(可视为质点)在C点具有向左的初速度,滑块与水平地面间动摩擦因数,滑块经A运动到轨道最高点B,最后又落在水平地的D点(落地后不弹起,图中未画出)。已知直径AOB左侧空间存在水平向左的匀强电场,直径AOB右侧存在竖直向上的匀强电场,滑块带负电荷且在两电场中所受电场力的大小均等于,,则:
(1)当轨道半径时,求滑块沿着轨道滑过B点时对半圆轨道的压力大小;
(2)为使滑块能运动到轨道最高点B,求轨道半径的最大值(结果保留两位有效数字);
(3)改变轨道ANB的半径,使滑块能不脱离轨道地滑过B点后落到水平轨道上不同的D点,则半径多大时DA间距最大?DA间最大距离是多少?(结果可保留根号)
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【推荐1】如图所示,处于竖直平面内的一探究装置置于一平面直角坐标系中,由倾角的直轨道、圆心的半圆形轨道、圆心为的圆弧细圆管轨道组成(轨道出口切线水平),B、D和为轨道间的相切点,点坐标,不计一切摩擦,已知可视为质点的滑块质量,轨道和的半径,轨道长度,,。滑块开始时均从轨道上某点静止释放。
(1)若释放点距点的长度,求滑块到最低点时轨道对其支持力的大小;
(2)设释放点距点的长度为,求滑块经E点时的速度v与之间的关系式;
(3)若滑块从不同位置释放通过轴时的速度的切线与有交点,试确定其坐标,其中通过轴的某一位置的速度存在最小值,求该速度值,并求出该运动滑块释放点距点长度的值(lx计算结果保留两位有效数字)。
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【推荐2】如图所示,斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C,整个装置竖直固定,D是最低点,圆心角∠DOC=37°,E、B与圆心O等高,圆弧轨道半径R=0.30m,斜面长L=1.90m,AB部分光滑,BC部分粗糙.现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑,物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数=0.75.取sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力.求:
(1)物块从A到C过程重力势能的增量ΔEP;
(2)物块第一次通过B点时的速度大小vB;
(3)物块第一次通过D点时受到轨道的支持力大小N.
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【推荐3】如图所示,AB为倾角的斜面轨道,BP为半径R=1m的竖直光滑圆弧轨道,O为圆心,两轨道相切于B点,P、O两点在同一竖直线上,轻弹簧一端固定在A点,另一端在斜面上C点处,轨道的AC部分光滑,CB部分粗糙,CB长L=1.25m,物块与斜面间的动摩擦因数为=0.25,现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后释放(不栓接),物块经过B点后到达P点,在P点物块对轨道的压力大小为其重力的1.5倍,,g=10m/s2.求:
(1)物块到达P点时的速度大小vP;
(2)物块离开弹簧时的速度大小vC;
(3)若要使物块始终不脱离轨道运动,则物块离开弹簧时速度的最大值vm.
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【推荐1】如图所示,由半径均为的两个圆弧组成的“”形光滑轨道竖直固定在光滑水平地板上,轨道的底端与水平地板平滑相接,两轨道交接处的缝隙很小,可以忽略不计,两轨道所在圆的圆心在同一水平面上;在轨道的右侧有一倾角的斜面固定在水平地板上。一质量的物块(可视为质点)静止在“”形光滑轨道的底端处,另一质量的物块在的水平恒力作用下从光滑水平地板上的某处由静止开始运动,经过一段时间后撤去水平恒力,之后,物块与物块发生碰撞(时间极短)。碰撞后,物块刚好能到达第一个圆弧轨道上的点,该点和点的连线与竖直方向的夹角;物块沿“”形轨道上滑,且恰好能运动到轨道的最高点,从点水平飞出后恰能从斜面的顶点无碰撞地进入斜面,并沿斜面下滑到斜面的最低点。已知物块与斜面间的动摩擦因数,重力加速度取,求:
(1)物块受水平恒力作用的时间。
(2)、两点间的水平距离及斜面的顶端距离水平地板的高度。
(3)在到达点的瞬间,物块所受重力做功的功率。(结果可用根式表示)
(1)物块受水平恒力作用的时间。
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(3)在到达点的瞬间,物块所受重力做功的功率。(结果可用根式表示)
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【推荐2】如图所示,静止在光滑水平面上总质量为3m的长木板,表面由半径为R的四分之一光滑圆弧面AB和长为2R的水平部分BC组成,水平部分BC和圆弧面的最低点相切,水平部分BC右端有一个固定挡板。一个质量为m的物块在圆弧面上的A点由静止释放,物块滑到圆弧面的最低点时长木板刚好与水平面上的固定挡板相撞,碰撞时间极短,碰撞前后长木板的速度大小不变,方向反向,不计物块的大小和长木板右端挡板的厚度,重力加速度为g,求:
(1)开始时长木板左侧面与水平面上挡板间的距离;
(2)长木板与挡板碰撞过程中,挡板对长木板的冲量大小;
(3)物块与长木板水平部分右端挡板碰撞过程没有机械能损失,要使物块不再滑上圆弧面,物块与长木板水平部分间的动摩擦因数应满足什么条件。
(1)开始时长木板左侧面与水平面上挡板间的距离;
(2)长木板与挡板碰撞过程中,挡板对长木板的冲量大小;
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【推荐3】如图所示,轻弹簧放在倾角为37°的光滑斜面上,弹簧的下端固定在斜面底端的挡板上,弹簧处于原长时刚好与斜坡等长,传送带与水平方向成37°,下端紧靠斜面上端,半径为R的半圆光滑圆弧轨道下端刚好与传送带上端平滑连接,直径BC与传送带垂直,传送带长为2R.将质量为m的物块(可视为质点)放在斜面上,并压缩弹簧长度后由静止释放,物块滑上传送带后,并最终恰好能到达圆弧轨道的最高点.传送带静止不动,物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g求:
(1)弹簧被压缩时具有的弹性势能;
(2)物块在传送带上运动的时间;
(3)若传送带以大小为的速度沿顺时针方向匀速转动,弹簧仍被压缩时将物块由静止释放,则物块从C点抛出时的速度大小为多少?
(1)弹簧被压缩时具有的弹性势能;
(2)物块在传送带上运动的时间;
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【推荐1】如图所示,半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的光滑水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量,上表面与C点等高。质量的物块(可视为质点)从空中A点以的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,沿轨道滑行之后又滑上木板,已知木板的长度,取,求:
(1)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力;
(2)若物块与木板之间的动摩擦因数,物块与木板之间因摩擦产生的热量。
(1)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力;
(2)若物块与木板之间的动摩擦因数,物块与木板之间因摩擦产生的热量。
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(0.4)
【推荐2】如图所示,光滑轨道是一“过山车”的简化模型,最低点处入、出口不重合,点是半径为的竖直圆轨道的最高点,DF部分水平,末端F点与其右侧的水平传送带平滑连接,传送带以速率v=1 m/s逆时针匀速转动,水平部分长度L=1 m.物块静止在水平面的最右端处.质量为mA=1 kg的物块从轨道上某点由静止释放,恰好通过竖直圆轨道最高点,然后与发生碰撞并粘在一起.若的质量是的倍,与传送带的动摩擦因数都为,物块均可视为质点,物块与物块的碰撞时间极短,取.求:
(1)当时物块碰撞过程中产生的内能;
(2)当k=3时物块在传送带上向右滑行的最远距离;
(3)讨论在不同数值范围时,碰撞后传送带对它们所做的功的表达式.
(1)当时物块碰撞过程中产生的内能;
(2)当k=3时物块在传送带上向右滑行的最远距离;
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(0.4)
【推荐3】如图所示,足够长的倾角为37°的斜面与足够长的光滑水平面平滑连接,竖直面内的半圆形轨道在点与水平面相切,一质量的小物块P从斜面的A点由静止释放,物块P与静止在C点的质量小球Q发生弹性碰撞,碰撞后小球Q滑上半圆形轨道,物块P被拿走。在物块在斜面上运动时动能与发生位移的关系如图所示,初始时刻曲线的切线如图中虚线所示,重力加速度大小为。
(1)求物块P在A点时的加速度及此时物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)求物块P和小球Q碰撞后瞬间小球Q的速度;
(3)若半圆形轨道的半径可变,求小球Q离开D落地后与C点的最大距离。
(1)求物块P在A点时的加速度及此时物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)求物块P和小球Q碰撞后瞬间小球Q的速度;
(3)若半圆形轨道的半径可变,求小球Q离开D落地后与C点的最大距离。
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