精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
9.如图所示,质量为m的小物体放在光滑的四分之一圆弧上端,圆弧半径为R,下端接一水平轨道AB,已知物体与水平面的动摩擦因数为μ,将物体无初速度释放,求:
(1)物体滑到圆弧底端A时,物体对轨道的压力大小;
(2)物体在水平轨道上通过的最大位移是多少?

分析 (1)对物块下滑到A的过程应用机械能守恒求得在A处的速度,然后由牛顿第二定律求得支持力,即可由牛顿第三定律求得压力;
(2)对整个运动过程应用动能定理即可求解.

解答 解:(1)物体下滑到A的过程只有重力做功,机械能守恒,则有:$mgR=\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$;
对物体在A处应用牛顿第二定律可得:${F}_{N}-mg=\frac{m{{v}_{A}}^{2}}{R}=2mg$;
故由牛顿第三定律可知:物体滑到圆弧底端A时,物体对轨道的压力大小为:N=FN=3mg;
(2)物块运动过程只有重力、摩擦力做功,故由动能定理可得:mgR-μmgS=0
故物体在水平轨道上通过的最大位移为:$S=\frac{R}{μ}$;
答:(1)物体滑到圆弧底端A时,物体对轨道的压力大小为3mg;
(2)物体在水平轨道上通过的最大位移是$\frac{R}{μ}$.

点评 经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

6.如图甲所示,在一高为h=0.85m的平台上固定一弹簧弹射器,解锁后将质量为m=0.5kg 的小球弹出,小球进入半径R=0.2m的光滑半圆形轨道,当小球运动到最高点A后水平拋 出,落地点C与A点的水平距离x=2.0m.小球可视为质点,不计所有摩擦阻力,g=10m/s2. 求:
(1)小球经过A点时的速度大小;
(2)弹簧弹射器解锁前的弹性势能EP
(3)若将半圆形轨道换成半径为r=0.5m的半圆形光滑管道(管道外径略大于内径,计算时可认为相等),如图乙所示,己知弹射器锁定时的弹性势能不变.求小球运动到最 高点D时对管道的压力大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

16.用30N的水平力F拉一个静止在粗糙水平面上质量为20kg的物体,已知物体受到的滑动摩擦力大小为10N.则物体获得的加速度大小为(  )
A.a=0B.a=1m/s2C.a=1.5 m/s2D.a=2 m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

13.地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,一颗离地面高度为2R的人造地球卫星,绕地球做匀速圆周运动,则(  )
A.卫星运行的向心加速度大小为$\frac{g}{3}$B.卫星运行的向心加速度大小为$\frac{g}{9}$
C.卫星运行的周期为$2π\sqrt{\frac{R}{g}}$D.卫星运行的周期为$4π\sqrt{\frac{R}{g}}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:实验题

4.质量为1.5kg的玩具汽车在水平面上运动,v-t图象如图所示.0-10s内合外力对汽车所做的功为300J,10-15s内合外力对汽车所做的功为0J,0-25s内合外力对汽车所做的功为675J.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.如图所示,质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑,物体与两斜面间的动摩擦因数相同,下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2,则(  )
A.W1<W2B.W1=W2C.W1>W2D.无法判断

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

1.如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个斜面由静止加速下滑,a1>a2,且第一个斜面光滑,第二个斜面粗糙,从顶端滑到低端的过程中,重力对物体做功分别为W1和W2,则(  )
A.W1=W2B.W1<W2C.△EP1>△EP2D.△EP1=△EP2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

18.如图所示,用两根粗绳吊住重10牛的灯,绳OA呈水平,绳OB与竖直方向夹角为45°,则平衡时OA绳拉力的大小为10牛,OB绳拉力的大小为14.1牛.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

19.自行车是一种很常用的交通工具,骑自行车出行既环保又健身,自行车的传动结构如图所示,主要由与脚踏板相连的大齿轮、小齿轮和后轮组成,某种型号的自行车大齿轮、小齿轮和后轮半径分别为12cm、4cm、40cm,当脚踏板每2s转一圈时,自行车的前进速度为3.8m/s.

查看答案和解析>>

同步练习册答案