分析 (1)由在平台上运动,小物块和弹簧机械能守恒求解;
(2)通过几何关系及平抛运动速度规律求得在B点的速度,然后通过动能定理求得在C点的速度,即可由牛顿第二定律求得支持力,然后由牛顿第三定律求得压力;
(3)通过匀变速运动规律或动量守恒求得共同速度,然后通过能量守恒求得摩擦产热,即可求得先对位移即长木板的最小长度.
解答 解:(1)小物块在水平台面上运动时只有弹簧弹力做功,故机械能守恒,则有:在Q点时弹簧具有的弹性势能${E}_{p}=\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}=8J$;
(2)小物块从A到B做平抛运动,故速度的水平分量不变,那么,小物块沿B点的切线方向进入圆弧轨道运动,故有${v}_{B}=\frac{{v}_{A}}{cosθ}=5m/s$;
又有小物块从B到C只有重力、摩擦力做功,故由动能定理有$mgR(1-cosθ)+{W}_{f}=5.5J=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$,所以,vC=6m/s;
那么在C点对小物块应用牛顿第二定律可得:${F}_{N}=mg+\frac{m{{v}_{C}}^{2}}{R}=19N$,方向竖直向上;
故由牛顿第三定律可知,小物块对轨道的压力为19N,方向竖直向下;
(3)小物块滑上长木板后向右匀减速运动,长木板向右匀加速运动;要使小物块不从长木板上掉下来,则长木板的最小长度大于小物块和长木板达到相同速度前的相对位移;
小物块和长木板之间的摩擦力f=μmg=2N,那么,小物块的加速度${a}_{1}=2m/{s}^{2}$,长木板的加速度${a}_{2}=1m/{s}^{2}$;
设二者经过t时间达到共同速度v,则v=vC-a1t=a2t,所以,t=2s,v=2 m/s;
故由能量守恒可得:摩擦产热$Q=f{s}_{相对}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}(M+m){v}^{2}=12J$,所以,s相对=6m;
故要使小物块不从长木板上掉下来,长木板的最小长度为6m;
答:(1)小物块在Q点时弹簧具有的弹性势能为8J;
(2)小物块运动到C点时对轨道的压力为19N,方向竖直向下;
(3)要使小物块不从长木板上掉下来,长木板的最小长度为6m.
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.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 力传感器 | B. | 光传感器 | C. | 位移传感器 | D. | 温度传感器 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 60J | B. | 600J | C. | 1200J | D. | 2000J |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 弹性绳刚开始绷紧时,运动员的速度最大 | |
B. | 弹性绳的弹力等于运动员的重力时,运动员的速度最大 | |
C. | 重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功 | |
D. | 运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和不断减小 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | t=1 s时物块的动量为1 m/s | |
B. | t=2 s时物块的动量大小为4 kg•m/s | |
C. | t=3 s时物块的动量大小为5 kg•m/s | |
D. | t=4 s时物块的速度为零 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 挑水时为了防止水从桶中荡出,可以加快或减慢走路的步频 | |
B. | 在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是共振现象 | |
C. | 部队要便步通过桥梁,是为了防止桥梁发生共振而坍塌 | |
D. | 较弱声音可振碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com