在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=1.0m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小
,现有质量m=0.20kg,电荷量
的带电体(可视为质点),从A点由静止开始向右运动,已知A、B间距离L=1.0m,带电体与轨道AB、CD的动摩擦因数均为
=0.5.假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/27/fe0cad62-0b36-4eb3-a543-510d17f2bc4b.png?resizew=187)
(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时对轨道的压力大小;
(2)带电体最终停止的位置;
(3)从A点到停止运动过程中带电体的电势能变化量;
(4)为使带电体从最终停止处又能回到A点,可在该处给带电体一个水平的速度, 求这速度大小和方向.
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(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时对轨道的压力大小;
(2)带电体最终停止的位置;
(3)从A点到停止运动过程中带电体的电势能变化量;
(4)为使带电体从最终停止处又能回到A点,可在该处给带电体一个水平的速度, 求这速度大小和方向.
更新时间:2019-10-22 22:05:08
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【推荐1】如图所示,水平地面上一物体重力
,在大小为
的推力作用下做匀速直线运动,
与水平方向的夹角为
。(
,
)求:
(1)物体受到摩擦力的大小;
(2)物体对水平地面的压力;
(3)物体与地面间的动摩擦因数
。
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(1)物体受到摩擦力的大小;
(2)物体对水平地面的压力;
(3)物体与地面间的动摩擦因数
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【推荐2】钩码挂在竖直悬挂的弹簧上,处于静止状态,如图1所示。请证明:钩码对弹簧的拉力大小等于钩码所受重力的大小。证明时,请在图2、图3中标出所涉及的力。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/26/22fb9ce8-7496-4fd4-820a-091625daf0f8.png?resizew=157)
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解题方法
【推荐1】图甲为一种大型游乐项目“空中飞椅”,用不计重力的钢丝绳将座椅挂在水平悬臂边缘。设备工作时,悬臂升到离水平地面
高处,以
的角速度匀速转动时,座椅到竖直转轴中心线的距离为
(简化示意图乙),座椅和乘客(均视为质点)质量共计
,钢丝绳长为
。忽略空气阻力,取重力加速度
。试计算此时
(1)钢丝绳的拉力大小;
(2)若游客身上的物品脱落,因惯性水平飞出直接落到地面,求落地点到竖直转轴中心线的距离。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/246464f90f796e12bd1b68fe699d4917.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/292b48f15083bc94bdb40a3ead055faa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/822b2b5981c9685909ba8ad1df4adb60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0110d67eb60f61b2e8625c69bef6cfa2.png)
(1)钢丝绳的拉力大小;
(2)若游客身上的物品脱落,因惯性水平飞出直接落到地面,求落地点到竖直转轴中心线的距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/9/2458891221147648/2458964693114880/STEM/ee83ef9b-30c4-4c3a-9d60-ad4861d6cdea.png?resizew=303)
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【推荐2】如图所示为某探究活动小组设计的节能运动系统.斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为
=
.木箱在轨道端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,当木箱下滑L距离时,轻弹簧被压缩至最短,此时自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程.(g取10m/s2) 求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2011/5/9/1575113979895808/1575114006577152/STEM/debbc2a7-5ff2-48e8-80ab-857f38ad97eb.png?resizew=156)
(1)木箱不与弹簧接触时,木箱下滑的加速度与上滑的加速度
(2)此过程中弹簧最大的弹性势能.
(3)
比值为多少.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1100379a4385b9ce064847bc21760adc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69a8b76e36783a69d14ec54af82c7df0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2011/5/9/1575113979895808/1575114006577152/STEM/debbc2a7-5ff2-48e8-80ab-857f38ad97eb.png?resizew=156)
(1)木箱不与弹簧接触时,木箱下滑的加速度与上滑的加速度
(2)此过程中弹簧最大的弹性势能.
(3)
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【推荐3】研究发现在无风状态下汽车在行驶时受到的空气阻力f主要与汽车正面投影面积A和行驶速度v有关。一研究团队以某品牌汽车为对象开展研究,通过在风洞实验室模拟实验得到右表数据:
(1)说明如何利用表格中的数据,验证汽车行驶时受到的空气阻力f与汽车行驶速度v的平方成正比?
(2)实验可获得结论:汽车在行驶时受到的空气阻力f与汽车正面投影面积A、行驶速度v的关系表达式为f = kAv2.请任意选用表格中三组数据估算k(结果保留2位小数);
(3)一辆该品牌小汽车质量m = 1200 kg,正面投影面积A = 3.0 m2,在平直地面上行驶时受到的地面阻力f0恒为1000 N。若该车以加速度a = 2 m/s2做匀加速直线运动。求:
①速度大小为v1 = 20 m/s时汽车受到的牵引力F1的大小;
②速度从v1 = 20 m/s增大至v2 = 30 m/s的过程中,汽车所受牵引力做的功W。(结果用科学记数法表示,保留2位小数)
v/m·s-1 f /×102N A/m2 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
2.0 | 2.0 | 4.4 | 8.0 | 12.6 | 18.0 |
2.5 | 2.5 | 5.6 | 10.1 | 15.6 | 22.5 |
3.0 | 3.0 | 6.8 | 11.9 | 18.7 | 27.1 |
3.5 | 3.5 | 7.9 | 14.0 | 21.8 | 31.5 |
4.0 | 4.0 | 8.9 | 16.1 | 25.1 | 35.9 |
(2)实验可获得结论:汽车在行驶时受到的空气阻力f与汽车正面投影面积A、行驶速度v的关系表达式为f = kAv2.请任意选用表格中三组数据估算k(结果保留2位小数);
(3)一辆该品牌小汽车质量m = 1200 kg,正面投影面积A = 3.0 m2,在平直地面上行驶时受到的地面阻力f0恒为1000 N。若该车以加速度a = 2 m/s2做匀加速直线运动。求:
①速度大小为v1 = 20 m/s时汽车受到的牵引力F1的大小;
②速度从v1 = 20 m/s增大至v2 = 30 m/s的过程中,汽车所受牵引力做的功W。(结果用科学记数法表示,保留2位小数)
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【推荐1】天津国际无人机展首次公开展出的软体飞机引发观众广泛关注。软体飞机是没有硬质骨架的飞机,机翼面积大,载荷能力强,具有良好的弹性。飞翔从容、稳定、易操纵,被称为“空中自行车”、“无线的风筝”。若一质量为m的软体飞机超低空飞行,在距离地面h高度的水平面内,以速率v做半径为R的匀速圆周运动,重力加速度为g,空气阻力忽略不计。求
(1)求空气对飞机的作用力的大小;
(2)若飞机在匀速圆周运动过程中,飞机上的一个质点脱落,求质点落地点与飞机做匀速圆周运动的圆心之间的水平距离。
(1)求空气对飞机的作用力的大小;
(2)若飞机在匀速圆周运动过程中,飞机上的一个质点脱落,求质点落地点与飞机做匀速圆周运动的圆心之间的水平距离。
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【推荐2】竖直墙壁上有一固定靶,其靶心O到水平地面的高度为h,在离墙壁水平距离为x的一处,某同学以初速度v0抛出一飞镖,要想击中靶心试求抛出点离水平地面的高度(飞镖的运动可视为质点的平抛运动,重力加速度g已知)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/24/1575876481236992/1575876481564672/STEM/5cda3034-6038-4ead-8398-3cb14bb232f6.png?resizew=189)
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【推荐1】如图所示半径R = 3m四分之一竖直圆弧轨道,在水平方向,底端距水平地面的高度h = 45m。一质量m = 1kg的小滑块从圆弧轨道顶端由静止释放,到达轨道底端B点的速度v = 3m/s。忽略空气的阻力。取g = 10m/s2。求:
(1)小滑块从A点运动到B点的过程中,摩擦力所做的功;
(2)小滑块在圆弧轨道底端B点对轨道的压力大小;
(3)小滑块落地点与B点的水平距离。
(1)小滑块从A点运动到B点的过程中,摩擦力所做的功;
(2)小滑块在圆弧轨道底端B点对轨道的压力大小;
(3)小滑块落地点与B点的水平距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/24/4783b1e2-448c-4f09-b882-cba7cb0de195.png?resizew=283)
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【推荐2】在平台AD中间有一个长为4l的凹槽BC,质量为m的滑板上表面与平台AD等高,质量为2m的铁块(可视为质点)与滑板间的动摩擦因数为μ1,铁块以一定的初速度滑上滑板后,滑板开始向右做匀加速运动,当滑板右端到达凹槽右端C时,铁块与滑板的速度恰好相等,滑板与凹槽右侧边碰撞后立即原速反弹,左端到达凹槽B端时速度恰好为零,而铁块则滑上平台CD。重力加速度为g。
(1)若滑板反弹后恰好能回到凹槽左端,则滑板与凹槽间动摩擦因数μ2多大?
(2)求铁块滑上滑板时的初速度大小v0。
(1)若滑板反弹后恰好能回到凹槽左端,则滑板与凹槽间动摩擦因数μ2多大?
(2)求铁块滑上滑板时的初速度大小v0。
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(0.65)
名校
【推荐3】未来工程师的张同学设计了一个过山车模型,如图所示。由倾角为
的直轨道
、半径为
的圆弧轨道
、水平轨道
、竖直圆轨道以及足够长的水平轨道
组成。
点左侧轨道和竖直圆轨道是光滑的,右侧的水平轨道是粗糙的。现将一小物块由轨道
点无初速度释放,已知小物块的质量为
、与水平轨道
和
间的动摩擦因数均为
、
,重力加速度为
,忽略轨道交错的影响。求:
(1)物块第一次运动到
点时速度大小
;
(2)物块第一次运动到
点时对轨道的压力大小;
(3)欲使物块在竖直圆轨道上运动时,不脱离轨道,则圆轨道的半径
应满足什么条件;
(4)分别求出
和
时,物块最终停止的位置到
点距离
.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/912b6b14c72a43003dd0919636f8c272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f52a58fbaf4fea03567e88a9f0f6e37e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0dc5c9827dfd0be5a9c85962d6ccbfb1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d004d2d115b477ade6af7ddb93db0df8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d004d2d115b477ade6af7ddb93db0df8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5d51f7d1bd0f6c330e3ab4e6536f653.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0696ae6cf0b4194cd750164f48d6ce6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df2fb29ea46acb9c378423b8ce17c2ed.png)
(1)物块第一次运动到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b3702da8f39e362c7fc0acdddb8de103.png)
(2)物块第一次运动到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
(3)欲使物块在竖直圆轨道上运动时,不脱离轨道,则圆轨道的半径
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39bbd217b46c20ecf533c0641ebb7ba4.png)
(4)分别求出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b66dd86bacc88dbcf90dfe160bf359c2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c3dcaeae82a22ae242f73c247dbaac61.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/8a109026-bea2-44b3-8211-5c0f09c038b7.png?resizew=259)
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