小物块A的质量为m=2kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑;坡道顶端距水平面高度为h=1m,倾角为θ=370;物块从坡道进入水平滑道时,在底端

小物块A的质量为m=2kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑;坡道顶端距水平面高度为h=1m,倾角为θ=370;物块从坡道进入水平滑道时,在底端

题型:不详难度:来源:
小物块A的质量为m=2kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑;坡道顶端距水平面高度为h=1m,倾角为θ=370;物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示.物块A从坡顶由静止滑下,重力加速度为g=10m/s2求:
(1)物块滑到O点时的速度大小.
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能.
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度.
答案
(1)在由A滑到O点的过程中,重力做正功,摩擦力做负功,由动能定理得:mgh-μmgcos37°×
h
sin37°
=
1
2
mv2
解得:v=


2gh(1-μcot37°)
=


2×10×1(1-0.6×
0.8
0.6
)
m/s=2m/s

(2)物块压缩弹簧后,物块和弹簧组成的系统机械能守恒,根据机械能守恒定律可得:
EP=
1
2
mv2=
1
2
×2×22J=4J

(3)物块滑回到O点时与刚滑到O点时速度大小相等,从坡底到坡顶,由动能定理得:
-μmgcos37°×
h1
sin37°
-mgh1=0-
1
2
mv2
代入数据得:h1=
1
9
m

答:(1)物块滑到O点时的速度大小为2m/s
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能4J
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度
1
9
m
举一反三
如图所示,AB为半径R=0.8m的
1
4
光滑圆弧轨道,下端B恰好与小车右端平滑对接,小车质量M=3kg,车长L=2.06m,现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速释放,滑到B端后冲上小车,已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,当车运行了1.5s时,车被地面装置锁定.(g=10m/s2).求:
(1)滑块刚到达B端瞬间,轨道对它支持力的大小;
(2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离;
(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小.
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如图所示,木板质量为M,长为L,放在光滑水平面上,一细绳通过定滑轮将木板与质量为m的小木块相连,M与m之间的动摩擦因数为μ,现用水平向右的力F将小木块从木板的最左端拉到最右端,拉力至少要做的功是______.
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如图所示,在游乐节目中,要求选手从高为H的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动到B点后水平滑出,最后刚好落到水池中的浮台上.设滑道可以伸缩,其水平距离为L,B点的高度h可由选手自由调节(取g=10m/s2).要求:

(1)选手到达B点的速度表达式;
(2)试证明选手落到浮台上的速度大小与B点的高度h无关;
(3)同学甲认为B点的高度h越大,选手在空中飞越的时间越长,在浮台上的落点距岸边C越远;同学乙认为B点的高度h越小,选手到达B点的水平速度越大,在浮台上的落点距岸边C越远,请通过推算说明你的观点.
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如图,质量为m的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受空气阻力的作用.某时刻小球通过轨道的最低点A,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,某时刻恰能通过最高点B,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为(  )
A.mgRB.
1
2
mgR
C.
3
2
mgR
D.-
1
2
mgR

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如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO′匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ,转轴和水平轨道交于O′点.一质量m=1kg的小车(可视为质点),在F=4N的水平恒力作用下,从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动,当小车运动到O′点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘半径OA与x轴重合.规定经过O点水平向右为x轴正方向.小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.求:
(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O′点的速度.
(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大.
(3)为使小球能落到圆盘上,求水平拉力F作用的距离范围.
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