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:328 题号:5184275
宇航员在某一星球上以速度竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球又落回到原抛出点,然后他用一根长为的细绳把一个质量为m的小球悬挂在O点,使小球处于静止状态,如图所示。现在最低点给小球一个水平向右的冲量I,使小球能在竖直平面内运动,若小球在运动的过和中始终对细绳有力的作用,则冲量I满足什么条件?

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【推荐1】如图所示,质量M=1kg、长L=2 m 的长木板放在光滑地面上,质量m=2kg 的小滑块(可视为质点)在长木板左端,竖直嵌有四分之三光滑圆弧轨道的底座固定在地面上,圆弧轨道最低点P的切线水平且与长木板上表面相平,长木板右端与底座左端相距x=1.5 m。现用水平向右外力F=12 N作用在小滑块上,使其由静止开始运动,小滑块到达P点后马上撤去外力F,小滑块沿着圆弧轨道运动。长木板与底座相碰时,立即粘在底座上。已知滑块与长木板间动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,求:
(1)在长木板与底座相碰前,长木板和小滑块加速度的大小;
(2)小滑块到达P点时速度的大小;
(3)若要使小滑块沿圆弧轨道上滑过程中不脱离轨道,竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件?

   

2023-06-27更新 | 746次组卷
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【推荐2】如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为L。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态。小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨道。已知R=0.2m,L=1.0m,,物块A质量为m=1kg,与PQ段间的动摩擦因数为μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计,取g=10m/s2求:
(1)物块A第一次到圆弧最高时对轨道的的压力和弹簧刚接触时的速度大小;
(2)物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度;
(3)调节PQ段的长度LA仍以从轨道右侧冲上轨道,当L满足什么条件时,A物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱。                                
2021-06-30更新 | 513次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
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【推荐3】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。

2024-03-29更新 | 1627次组卷
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