(16分)在竖直平面内固定一轨道ABCO, AB段水平放置,长为4 m,BCO段弯曲且光滑,轨道在O点的曲率半径为1.5 m;一质量为1.0 kg、可视作质点的圆环套在轨道上,圆环与轨道AB段间的动摩擦因数为0.5。建立如图所示的直角坐标系,圆环在沿x轴正方向的恒力F作用下,从A(-7,2)点由静止开始运动,到达原点O时撤去恒力F,水平飞出后经过D(6,3)点。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:
⑴圆环到达O点时对轨道的压力;
⑵恒力F的大小;
⑶圆环在AB段运动的时间。
(1)30N,方向竖直向上?? (2)F=10N??? (3)
【解析】
试题分析:(1)圆环从O到D过程中做平抛运动
????? (1分)? ?? (1分)???
读图知:x=6m、y=3m, 所以? v0=m/s?????????????? (1分)?
到达O点时:根据向心力公式? =?????????? (2分)?
代入数据,得???? FN=30N????????????????????????????? (1分)?
根据牛顿第三定律得,对轨道的压力为30N,方向竖直向上? (1分)?
(2)圆环从A到O过程中,根据动能定理 有
???????????????? (3分)
代入数据,得F=10N????????????? (1分)
(3)圆环从A到B过程中,根据牛顿第二定律 有
????????????? (2分)
根据运动学公式 有??? ???????????????? (2分)
代入数据,得时间s?????????????? (1分)
考点:本题考查牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动及动能定理
科目:高中物理 来源: 题型:
(08年广东实验中学三模) (16分)光滑的长轨道形状如图所示,底部为半圆型,半径R,固定在竖直平面内.AB两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起,套在轨道上.将AB两环从图示位置静止释放,A环离开底部2R.不考虑轻杆和轨道的接触,即忽略系统机械能的损失,求:
(1)A、B两环都未进入半圆型底部前,杆上的作用力大小;
(2)A环到达最低点时,两环速度大小;
(3)若将杆换成长为,A环仍从离开底部2R处静止释放,经过半圆型底部再次上升后A离底部的最大高度.
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科目:高中物理 来源: 题型:
(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放,到最低点时与m1发生弹性碰撞,求:
(1)小球m2运动到最低点时的速度大小;
(2)碰撞后,欲使m1能沿内壁运动到最高点,则m2/m1应满足什么条件?
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科目:高中物理 来源:2013年江苏省无锡市高三秋学期期中调研考试物理试卷(解析版) 题型:计算题
(16分)一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A,另一端挂在O点,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平距离s=2m.现有一滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,与小球发生碰撞,每次碰后,滑块与小球速度均互换,已知滑块与挡板碰撞时不损失机械能,水平面与滑块间的动摩擦因数为μ=0.25,若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2.试问:
⑴若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内做圆周运动,求此高度h;
⑵若滑块B从h′=5m处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数.
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科目:高中物理 来源:2015届重庆西南大学附中高一下期中考试物理试卷(解析版) 题型:计算题
(16分) 如图所示,一条轨道固定在竖直平面内,ab段水平且粗糙,动摩擦因数为μ.bcde段光滑,cde段是以O为圆心、半径为R的一小段圆弧.可视为质点的物块A和B紧靠在一起,静止于b处,A的质量是B的3倍.两物体在足够大的内力作用下突然分离,分别沿轨道向左、右运动.B到d点时速度沿水平方向,此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的3/4,重力加速度g,
求:(1)物块B在d点的速度大小;
(2)分离后B的速度;
(3)分离后A在ab段滑行的距离.
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科目:高中物理 来源:2010年重庆市高三年级5月月考(理综)物理部分 题型:计算题
(16分) 如图所示,一个圆弧形光滑轨道ABC,放置在竖直平面内,轨道半径为R,在A 点与水平地面AD相接,地面与圆心O等高,MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子,左端M正好位于A点.将一个质量为m的小球从A处正上方某处由静止释放,不考虑空气阻力,若小球能从C点射出并打到垫子上,小球距离A点的高度在什么范围.
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