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(12分)如图所示,质量为M、内有半径R的半圆形轨道的槽体放在光滑的平台上,左端紧靠一台阶,质量为m的小物体从A点由静止释放,若槽内光滑。 求:

(1)小物体滑到圆弧最低点时的速度大小v
(2)小物体滑到圆弧最低点时,槽体对其支持力N的大小
(3)小物体上升的最大高度h

(1);(2);(3)R

解析试题分析:(1)设小物体由A落至圆弧最低点时的速度为v,取圆弧最低点为势能零点,
由机械能守恒定律得:mgR=mv2      2分
得v=      1分
(2)在最低点对小球受力分析,由得:           2分
         1分
(3)小物体向上运动的过程中,m与M组成的系统在水平方向的动量守恒:
设小球滑至最高点时m与M的共同速度为v′
所以  mv=(M+m)v′          2分
解得:v′=          1分
此过程中系统机械能守恒,所以
mv2(M+m)v′2=mgh        2分
解得m上升的最大高度h=R.       1分
考点:机械能守恒,圆周运动向心力

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,已知倾角为θ=45°、高为h的斜面固定在水平地面上.一小球从高为H(h<H<)处自由下落,与斜面做无能量损失的碰撞后水平抛出.小球自由下落的落点距斜面左侧的水平距离x满足一定条件时,小球能直接落到水平地面上.

⑴求小球落到地面上的速度大小;
⑵求要使小球做平抛运动后能直接落到水平地面上,x应满足的条件;
⑶在满足⑵的条件下,求小球运动的最长时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管,管的半径R=3.6m(管的内径大小可以忽略),管的出口A在圆心的正上方,入口B与圆心的连线与竖直方向成60°角,如图所示.现有一只质量m=1kg的小球(可视为质点)从某点P以一定的初速度水平抛出,恰好从管口B处沿切线方向飞入,小球到达A时恰好与管壁无作用力.取g=10m/s2.求:

(1)小球到达圆管最高点A时的速度大小;
(2)小球在管的最低点C时,管壁对小球的弹力大小;
(3)小球抛出点P到管口B的水平距离x.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,光滑水平面上,轻弹簧两端分别拴住质量均为m的小物块A和B,B物块靠着竖直墙壁。今用水平外力缓慢推A,使A、B间弹簧压缩,当压缩到弹簧的弹性势能为E时撤去此水平外力,让A和B在水平面运动,球:

(1)当B恰要离开墙壁时,A物块的速度大小
(2)当弹簧达到最大长度时A、B的速度大小

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图甲所示是一个单摆振动的情形,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置.设摆球向右方向运动为正方向.图乙所示是这个单摆的振动图象.根据图象回答:(

(1)单摆振动的频率是多大?
(2)若当地的重力加速度为10 m/s2,试求这个摆的摆长是多少?
(3)如果摆球在B处绳上拉力F1=1.01N,在O处绳上拉力F2=0.995N,则摆球质量是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8分)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动,一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5 m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差h=5m,运动员连同滑雪装备总质量为80 kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)运动员到达B点的速度大小?
(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一粗糙的水平轨道靠在半径为R="0.2" m的1/4光滑圆弧轨道右侧,光滑圆弧轨道固定,水平轨道处在光滑的水平面上,可自由滑动。一质量m="1" kg的滑块(可视为质点)从A点正上方H="3" m处自由下落经圆弧轨道最低点B进入水平轨道.滑块在水平轨道上滑行1 s后离开轨道。已知水平轨道质量M="5" kg,轨道面离地面高h="1.8" m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.(取g="10" m/s2).求:

(1)滑块到达B点时对轨道的压力; 
(2)水平轨道的长度;
(3)滑块落地时,它与水平轨道右端的水平距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

(6分)某同学用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验操作过程中

①用游标卡尺测量小球的直径,由图乙可知小球的直径为   mm;
②用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为l22.20cm;
③断开电磁铁电源,让小球自由下落;
④在小球经过光电门时,计时装置记下小球经过光电门所用的时间为2.5010-3s,由此可算得小球经过光电门时的速度为   m/s;
⑤以光电门所在处的水平面为参考面,小球的质量为m(kg),取重力加速度g=10m/s2,计算得出小球在最高点时的机械能为   J,小球在光电门时的机械能为  J。由此可知,在误差允许的范围内,小球下落过程中机械能是守恒的。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,在杂技表演中,小猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人(图中未画出)顶着杆以速度v0水平向右匀速移动.已知经过时间t,小猴子沿杆向上爬升的高度为h,人顶着杆沿水平地面移动的距离为x,则关于小猴子的运动情况,下列说法中正确的是(   )

A.小猴子相对地面的运动轨迹为直线
B.小猴子相对地面做变加速曲线运动
C.在t时刻,小猴子相对地面的速度大小为
D.在时间t内,小猴子相对地面产生的位移大小为x+h

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