(19分)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球.现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底

(19分)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球.现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底

题型:不详难度:来源:
(19分)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球.现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底边的距离sOC=L,求:
 
(1)小球通过最高点A时的速度vA.
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力.
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等,则l和L应满足什么关系?
答案
(1) (2) (3)
解析

试题分析:(1)小球恰能在斜面上做完整的圆周运动,通过A点细线拉力为零,由牛顿第二定律:
        (3分)
解得:       (1分)
(2)小球从A点运动到B点,根据机械能守恒定律有:
      (3分)
解得:       (1分)
小球在B点时由牛顿第二定律:
     (2分)
解得:      (1分)
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球在平行底边方向做匀速运动,在垂直底边方向做初速度为零的匀加速运动(类平抛运动)
细线在A点断裂:       (3分)
细线在B点断裂:     (3分)
,联立解得:     (2分)
举一反三
如图所示,P物体推压着轻弹簧置于A点,Q物体放在B点静止,P和Q的质量均为物体,它们的大小相对于轨道来说可忽略。光滑轨道ABCD中的AB部分水平,BC部分为曲线,CD部分为直径d=5m圆弧的一部分, 该圆弧轨迹与地面相切,D点为圆弧的最高点,各段连接处对滑块的运动无影响。现松开P物体,P沿轨道运动至B点,与Q相碰后不再分开,最后两物体从D点水平抛出,测得水平射程S=2m。
() 求:

(1)两物块水平抛出抛出时的速度
(2)两物块运动到D点时对圆弧的压力N
(3)轻弹簧被压缩时的弹性势能
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图(a)中弹丸以一定的初始速度在光滑碗内做复杂的曲线运动,图(b)中的运动员在蹦床上越跳越高。下列说法中正确的是 
A.图(a)弹丸在上升的过程中,机械能逐渐增大
B.图(a)弹丸在上升的过程中,机械能保持不变
C.图(b)中的运动员多次跳跃后,机械能减小
D.图(b)中的运动员多次跳跃后,机械能不变

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光滑地面上有两个质量均为m的物体A和B,它们中间栓接一轻弹簧并处于静止状态。现在突然给A物体一水平向右的初速度v0,那么在以后的运动中(弹簧形变处于弹性范围内)说法正确的是

A.弹簧弹性势能最大时A、B共速;
B.系统动能最小时弹簧处于原长状态;
C.弹簧被压缩最短与拉伸最长时的弹性势能一样大;
D.物体A有可能速度反向向左。
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a、b、c三球自同一高度以相同速率抛出,a球竖直上抛,b球水平抛出,c球竖直下抛。设a、b、c三球落地时的速度大小分别为va、vb、vc,则有(不计空气阻力)
A.
B.
C.
D.

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(18分)、如图所示,一个冲击摆,它可以用来测量高速运动的子弹的速率。一质量m=10g的子弹,以一定水平速度射入冲击摆的木质摆锤中,冲击摆的摆锤上升至最大高度时摆线与竖直方向的夹角。设摆锤质量M=1kg,摆长L=0.9m,运动过程不计空气阻力,重力加速度

求:(1)子弹击中摆锤后两者的共同速度是多大?
(2)子弹的初速度是多大?
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