题目列表(包括答案和解析)
48.如图所示,粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,整个装置竖直放置,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=0.5m,斜面长L=2m,现有一个质量m=0.1kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速下滑,物体P与斜面AB之间的动摩擦因数为=0.25.求:
(1)物体P第一次通过C点时的速度大小和对C点处轨道的压力各为多大?
(2)物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动,不计空气阻力,则最高点E和D点之间的高度差为多大?
(3)物体P从空中又返回到圆轨道和斜面,多次反复,在整个运动过程中,物体P对C点处轨道的最小压力为多大?(cos370=0.8, g=10m/s2)
解: (1)物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理:
经C点时
根据牛顿第三定律,P对C点的压力
(2)从C到E机械能守恒E与D间高度差
(3)物体P最后在B与其等高的圆弧轨道上来回运动时,经C点压力最小,由B到C根据机械能守根据牛顿第三定律 压力
47.如图,一个质量m,带电荷-q的小物体,可在水平绝缘轨道ox上运动,OR端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿Ox正向.小物体以初速v0从位置x0沿Ox轨道运动,受到大小不变的摩擦力f作用,且f<qE.设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程.
解:( 2Eqx0+mv02)/2f
46.如图所示的匀强电场中,沿着与电场线AC成60°角的方向,把10-5 C的负电荷从A点移到一水平面上的B点,电场力做了6×10-5 J的功,AB间距为6 cm。
(1)求场强E的大小,并在图中用箭头标出E的方向。
(2)A、B两点哪一点的电势高? 若B=1 V,A为多少?
解:200v/m, B点高,-5v.
45.如图所示,A、B两个金属小球,带有等量同种电荷q,质量均为m,用长为L的细线连接,将A固定,B球拉至水平,然后无初速地释放,求:
⑴ B球到达最低点时的速度;⑵ 此时细线的拉力。
解:,3mg+kq2/L2
43.如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为,平台与轨道的最高点等高.一质量的小球从平台边缘的处水平射出,恰能沿圆弧轨道上点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径与竖直线的夹角为53°,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,取10/m2.试求:(1)小球从平台上的点射出时的速度大小;(2)小球从平台上的射出点到圆轨道人射点之间的距离;(结果可用根式表示) (3)小球沿轨道通过圆弧的最高点时对轨道的压力大小.
44.如图所示,一玩滚轴溜冰的小孩(可视作质点)质量为m=30kg,他在左侧平台上滑行一段距离后平抛,恰能无碰撞地从A进入光滑竖直圆弧轨道并沿轨道下滑,A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为R=1.0m,对应圆心角为,平台与AB连线的高度差为h=0.8m.(计算中取g=10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6)求:
(1)小孩平抛的初速度(2)小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力
(1)由于小孩无碰撞进入圆弧轨道,即小孩落到A点时速度方向沿A点切线方向,则 得
而 得
(2)设小孩到最低点的速度为,由机械能守恒,有
在最低点,据牛顿第二定律,有
42.有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成。如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A给一个质量为m的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B点又能沿BFA轨道回到点A,到达A点时对轨道的压力为4mg.在求小球在A点的速度V0时,甲同学的解法是:由于小球恰好到达B点,故在B点小球的速度为零, 所以:.在求小球由BFA回到A点的速度时,乙同学的解法是:由于回到A点时对轨道的压力为4mg.故: 所以: .你同意甲、乙两位同学的解法吗?如果同意请说明理由;若不同意,请指出他们的错误之处,并求出结果.根据题中所描绘的物理过程,求小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功. mgR
41.如图所示,长为L的绳子下端连着质量为m的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳子与竖直线夹角为60°,此时小球静止于光滑的水平桌面上.问:
(1)当球以作圆锥摆运动时,绳子张力T为多大?桌面受到压力N为多大?
(2)当球以作圆锥摆运动时,绳子张力及桌面受到压力各为多大?
(1)
代入 得
(2) 分析得 当 时的 由
解得 故当时物体已经离开桌面 则有 受力分析得: 求得
40.如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点在O的正上方,一个小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点。求:⑴释放点距A点的竖直高度; ⑵落点C与A点的水平距离。 3R/2(4分)
39.如图所示,一个人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地面h=6m。转动中小球运动到最低点时绳子突然断了,求(1)绳子断时小球运动的角速度多大?(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离。(取=10m/s2)
(1)6rad/s (2) 6m
38.计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合,已知地球表面重力加速度为g, (1)求出卫星绕地心运动周期T?(2)设地球自转周期T0,该卫星绕地球旋转方向与地球自转方向相同,则对于赤道上的某个人来说,该卫星连续处在此人视野中的时间是多少?
解:(1)T=(2)
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