题目列表(包括答案和解析)
14、解:(1)小球从高处至槽口时,由于只有重力做功;由槽口至槽底端重力、摩擦力都做功。由于对称性,圆槽右半部分摩擦力的功与左半部分摩擦力的功相等。
小球落至槽底部的整个过程中,由动能定理得
解得J
由对称性知小球从槽底到槽左端口摩擦力的功也为J,则小球第一次离槽上升的高度h,由
得=4.2m
(2)设小球飞出槽外n次,则由动能定理得
∴
即小球最多能飞出槽外6次。
13、 解:物体在从A滑到C的过程中,有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功,WG=mgR,fBC=μmg,由于物体在AB段受的阻力是变力,做的功不能直接求。
根据动能定理可知:W外=0,所以mgR-μmgS-WAB=0
即WAB=mgR-μmgS=1×10×0.8-1×10×3/15=6 J
12、解:以木块为对象,在下滑全过程中用动能定理:重力做的功为mgLsinα,摩擦力做的功为,支持力不做功。初、末动能均为零。
mgLsinα=0,
11、分析与解:由于滑块在斜面上受到摩擦阻力作用,所以物体的机械能将逐渐减少,最后物体在BEC圆弧上作永不停息的往复运动。由于物体只在在BEC圆弧上作永不停息的往复运动之前的运动过程中,
重力所做的功为WG=mg(h-R/2),
摩擦力所做的功为Wf=-μmgscos600,
由动能定理得: mg(h-R/2) -μmgscos600=0-
∴s=280m.
16.如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求:
(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程;
(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力;
(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L′应满足什么条件.
15.一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水,井的侧面和底部是密闭的.在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管下端未触及井底,在圆管内有一个不漏气的活塞,它可沿圆管上下滑动.开始时,管内外水面相齐,且活塞恰好接触水面,如图所示. 现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F,使活塞缓慢向上移动.已知管筒半径 r=0.100 m,井的半径R=2r,水的密度ρ=1.00×103 kg/m3,大气压p0=1.00×105 Pa.求活塞上升H=9.00 m的过程中拉力F所做的功.(井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长.不计活塞质量,不计摩擦,重力加速度g=10 m/s2)
14.如图所示,质量m=0.5kg的小球从距地面高H=5m处自由下落,到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆槽半径R=0.4m。小球到达槽最低点时速率为10m/s,并继续沿槽壁运动直到从槽右端边缘飞出……,如此反复几次,设摩擦力恒定不变,求:(设小球与槽壁相碰时不损失能量)
(1)小球第一次离槽上升的高度h;
(2)小球最多能飞出槽外的次数(取g=10m/s2)。
13.如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。
12.如图所示,斜面倾角为α,长为L,AB段光滑,BC段粗糙,且BC=2 AB。质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑,到达C端时速度刚好减小到零。求物体和斜面BC段间的动摩擦因数μ。
11.如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为1200,半径R=2.0m,一个物体在离弧底E高度为h=3.0m处,以初速度V0=4m/s沿斜面运动,若物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.02,则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多少路程?(g=10m/s2).
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