如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为

如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为

题型:不详难度:来源:
如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:

(1)水平外力F的大小;
(2)1号球刚运动到水平槽时的速度;
(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.
答案
(1)10mgtan θ (2)  (3)9mgrsin θ
解析

试题分析:(1)以10个小球整体为研究对象,由力的平衡条件可得
得F=10mgtan θ.
(2)以1号球为研究对象,根据机械能守恒定律可得
解得
(3)撤去水平外力F后,以10个小球整体为研究对象,利用机械能守恒定律可得:
解得
以1号球为研究对象,由动能定理得
得W=9mgrsin θ.
点评:本题解题关键有两个:一要选择研究对象,二是明确解题规律.当10个球都在斜面上下滑时,相互间没有作用力,机械能守恒.
举一反三
2013年9月24日,在女篮亚锦赛决赛中,中国女篮以91∶71击败韩国女蓝获得第10届亚锦赛冠军奖杯.右图为中国队的球星苗立杰在某次投篮过程中对蓝球做功为W,出手高度为h1,蓝筐距地面高度为h2,球的质量为m,不计空气阻力,则蓝球进筐时的动能为(  )
A.     B.
C.D.

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如右图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力F竖直向上拉起一个漂在水面上的木箱,使其由水面开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中,以下说法错误的有(  )
A.力F所做功减去克服阻力所做的功等于重力势能的增量
B.木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量
C.力F、重力、阻力,三者合力所做的功等于木箱动能的增量
D.力F和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量

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两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m1∶m2=1∶2,速度之比v1∶v2=2∶1,当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为l1,乙车滑行的最大距离为l2,设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则(  )
A.l1∶l2=1∶2B.l1∶l2=1∶1
C.l1∶l2=2∶1D.l1∶l2=4∶1

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如右图所示,长为L的长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块.现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,则在整个过程中(  )
A.支持力对物块做功为0
B.支持力对小物块做功为
C.摩擦力对小物块做功为
D.滑动摩擦力对小物块做功为

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如右图,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ,现给环一个向右的初速度v0,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用,已知力F的大小F=kv(k为常数,v为环的运动速度),则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为(  )

 ②0 ③ ④
A.①②③B.②③④
C.①②④D.①③④

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