某同学站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,轻绳的另一端系有质量为m的小球(视为质点),甩动手腕,使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动(圆周摆动)。当小球某次运动到最低点时,轻绳突然断裂,小球飞行水平距离d后落地,如图所示。已知O点距地面的高度为d,O点与小球之间的绳长为,重力加速度大小为g,不计空气阻力。
(1)求轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小;
(2)求轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F;
(3)改变绳长,使小球重复上述运动,若轻绳仍在小球运动到最低点时断裂,且断裂时轻绳所受的拉力大小仍为F,要使小球抛出的水平距离最大,求此种情况下的绳长l及轻绳断裂后小球在水平方向上运动的最大距离。
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更新时间:2024-04-27 11:33:16
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【推荐1】如图所示,竖直平面内有一光滑倾斜轨道,AB两点高度差为0.8m,水平粗糙轨道BC长为0.4m,同一竖直平面有一光滑细管圆弧轨道,半径为R=0.5m,平台BC与圆弧轨道的最高点Q等高。质量m=0.8kg的物体从A点静止释放,恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入细管轨道,轨道半径OP与竖直方向的夹角为53°,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2.物体可视为质点,不计物体在B处的能量损失,忽略空气阻力。求:
(1)物体从C点射出时的速度大小;
(2)物体与轨道BC间的动摩擦因数;
(3)物体通过细管最高点时对轨道的压力。
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【推荐2】如图所示,光滑半圆轨道竖直放置,半径为R=0.4m,一水平轨道与圆轨道相切,在水平轨道上停着一个质量为M=0.49kg的木块,木块在离圆轨道最低点B距离为L=4m的A点,木块与水平面间的摩擦因数为μ=0.35。一颗质量为m=10g的子弹,以某一水平速度v0射入木块中,然后一起运动经过最高点,物块恰好能飞回到A点(g取10m/s2)(不计空气阻力,木块的大小忽略不计),求:
(1)子弹和木块组成的整体经过最高点的速度大小v1;
(2)子弹的初速度v0。
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【推荐1】如图所示,足够大的光滑水平地面上有一质量的薄木板,距水平地面高的P点有一可视为质点、质量的小球。当薄木板以的速度向右匀速运动到某位置时,将小球从P点由静止释放,之后小球仅能与木板的两端各碰撞一次;当薄木板以的速度向右匀速运动到某位置时,将小球从P点水平抛出,小球也恰好与木板的两端各碰撞一次。已知小球每次与木板碰撞后,竖直方向上动量的大小变为碰撞前竖直方向上动量的一半,由于两者的水平速度不同,碰撞时存在摩擦力,水平方向上动量的变化量为竖直方向上动量变化量的,小球与木板的作用时间极短,小球的运动轨迹始终在纸面内,不计空气阻力,取重力加速度大小。求:
(1)小球由静止释放时距木板右端的水平距离x;
(2)木板的长度L;
(3)小球从P点水平抛出时的初速度大小v。
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【推荐2】如图所示,参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后,落在水平传送带上.已知平台与传送带的高度差H=1.8m,水池宽度S0=1.2m,传送带AB间的距离L0=20m.由于传送带足够粗糙,假设选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止,经过=1s反应时间后,立刻以a=2m/s2恒定向右的加速度跑至传送带最右端.
(1)若传送带静止,选手以=3m/s的水平速度从平台跃出,求这位选手落在传送带上距离A点的距离;
(2)求刚才那位选手从开始跃出到跑至传送带右端所经历的时间
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【推荐1】大家都看过杂技演员表演“水流星”(如图).一根细绳系着盛水的杯子,随演员的抡动,杯子在竖直平面做圆周运动.用长L=1.2m的绳系沿两个装有m=0.5kg水的杯子,杯子以绳子中点为圆心在竖直平面内做圆周运动便成为“水流星”(g=10m/s2).求:
(1)杯子在最高点水不流出时.杯的最小速度是多少?
(2)若过最高点时速度为3m/s.此时水对杯子底的压力多大?
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【推荐2】如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。轻质弹簧左端固定于挡板,右端自由伸长至A点。一质量为m的小物块将弹簧压缩后由静止释放,在弹力作用下小物块获得某一向右速度后脱离弹簧,它经过B点的速度为v,之后沿半圆形导轨运动,恰能通过最高点C。已知重力加速度为g,忽略空气阻力。求:
(1)弹簧压缩时的弹性势能;
(2)小物块沿半圆形导轨运动过程中克服阻力做的功;
(3)若水平面AB间不光滑,且与小物块间的动摩擦因数为μ,AB间距为L,A点左侧水平面及半圆形导轨均光滑。欲使小物块滑上半圆形轨道且中途不脱离半圆形导轨,则压缩弹簧时存贮的弹性势能大小范围是多少?
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