如图13-1所示.物体A从高h的P处沿光滑曲面从静止开始下滑.物体B用长为L的细绳竖直悬挂在O点且刚和平面上Q点接触.已知mA=mB.高h及S.若A和B碰撞时无能量损失.(1)若L≤h/4.碰后A.B各将做什么运动?(2)若L=h.且A与平面的动摩擦因数为μ.A.B可能碰撞几次?A最终在何处? 分析与解:当水平部分没有摩擦时.A球下滑到未碰B球前能量守恒.与B碰撞因无能量损失.而且质量相等.由动量守恒和能量守恒可得两球交换速度.A 停在Q处.B碰后可能做摆动.也可能饶 O点在竖直平面内做圆周运动.如果做摆动.则经一段时间.B反向与A相碰.使A又回到原来高度.B停在Q处.以后重复以上过程.如此继续下去.若B做圆周运动.B逆时针以O为圆心转一周后与A相碰.B停在Q处.A向右做匀速运动.由此分析.我们可得本题的解如下: (1)A与B碰撞前A的速度:mgh=mVA2.VA= 因为mA=mB.碰撞无能量损失.两球交换速度.得:VA’=0.VB’=VA= 设B球到最高点的速度为Vc.B做圆周运动的临界条件:mBg=mBV2/L [1] 又因mBVB`2=mBV2+mBg2L [2] 将[1]式及VB’=代入[2]式得:L=2h/5 即L≤2h/5时.A.B碰后B才可能做圆周运动.而题意为L=h/4<2h/5.故A与B碰后.B必做圆周运动.因此(1)的解为:A与B碰后A停在Q处.B做圆周运动.经一周后.B再次与A相碰.B停在Q处.A向右以速度做匀速直线运动. (2)由上面分析可知.当L=h时.A与B碰后.B只做摆动.因水平面粗糙.所以A在来回运动过程中动能要损失.设碰撞次数为n.由动能定理可得: mAgh-nμmAgS=0 所以n=h/μS 讨论:若n为非整数时.相碰次数应凑足整数数目. 如n=1.2.则碰撞次数为两次. 当n为奇数时.相碰次数为(n-1)次.如n=3.则相碰次数为两次.且A球刚到达Q处将碰B而又未碰B, 当n为偶数时.相碰次数就是该偶数的数值.如n=4.则相碰次数为四次.球将停在距B球S处的C点.A球停留位置如图13-2所示. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图13-1所示,物体A从高h的P处沿光滑曲面从静止开始下滑,物体B用长为L的细绳竖直悬挂在O点且刚和平面上Q点接触。已知mA=mB,高h及S(平面部分长)。若A和B碰撞时无能量损失。

(1)若L≤h/4,碰后A、B各将做什么运动?

(2)若L=h,且A与平面的动摩擦因数为μ,A、B可能碰撞几次?A最终在何处?

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如图13-1所示,物体A从高h的P处沿光滑曲面从静止开始下滑,物体B用长为L的细绳竖直悬挂在O点且刚和平面上Q点接触。已知mA=mB,高h及S(平面部分长)。若A和B碰撞时无能量损失。

小题1:(1)若L≤h/4,碰后A、B各将做什么运动?
小题2:(2)若L=h,且A与平面的动摩擦因数为μ,A、B可能碰撞几次?A最终在何处?

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如图13所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一 竖直平面内,圆弧轨道的圆心为0,半径为R0传送带PC之间的距离为L,沿逆时针方向 的运动速度v=.在PO的右侧空间存在方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量 为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨 道下滑,恰好运动到C端后返回。物体与传送 带间的动摩擦因数为,不计物体经过轨道与传 送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g

(1)  求物体下滑到P点时,物体对轨道的压力F

(2)  求物体返回到圆弧轨道后,能上升的最大高度H

(3)  若在PO的右侧空间再加上方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场 (图中未画出),物体从圆弧顶点A静止释放,运动到C端时的速度为,试求物体 在传送带上运动的时间t。

 

 

 

 

 

 

 

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(13分)如图所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平.一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图中虚线BC所示.已知它落地时相对于B点的水平位移OC=l.现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端与B的距离为l/2.当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C点.当驱动轮转动从而带动传送带以速度匀速向右运动时(其他条件不变),P的落地点为D.(不计空气阻力)

(1)求P滑至B点时的速度大小;
(2)求P与传送带之间的动摩擦因数;
(3)求出O、D间的距离.

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(13分)如图所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平.一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图中虚线BC所示.已知它落地时相对于B点的水平位移OC=l.现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端与B的距离为l/2.当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C点.当驱动轮转动从而带动传送带以速度匀速向右运动时(其他条件不变),P的落地点为D.(不计空气阻力)

(1)求P滑至B点时的速度大小;

(2)求P与传送带之间的动摩擦因数;

(3)求出O、D间的距离.

 

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同步练习册答案