(供选学物理1-1的考生做)(8分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段倾斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。(1)若质量为m的小物
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(供选学物理1-1的考生做)(8分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段倾斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。(1)若质量为m的小物
题型:不详
难度:
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(供选学物理1-1的考生做)(8分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段倾斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为
R
。
(1)若质量为
m
的小物块(可视为质点)从倾斜直轨道上距圆轨道最低点高为
R
处由静止开始下滑,求其滑到圆轨道最低点时的速度大小及所受轨道的支持力大小。
(2)若质量为
m
的小物块(可视为质点)从倾斜直轨道上距圆轨道最低点高为
R
处开始以一定的初速度沿倾斜直轨道下滑,要求小物块能通过圆形轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不能超过5
mg
(
g
为重力加速度),试分析小物块的初速度应满足什么条件。
答案
(1)
F
N
1
=3
mg
(2)
≤
v
≤
解析
1)设小物块运动至圆轨道最低点时的速度为
v
1
,所受轨道的支持力为
F
N
1
,根据机械能守恒定律,对于小物块从开始下滑至轨道最低点的过程有
mgR=
mv
1
2
,解得
v
1
=
…………………………………………………………(2分)
根据牛顿第二定律,对于小物块在圆轨道最低点有
F
N
1
-
mg=mv
1
2
/R
,解得
F
N
1
=3
mg
…………………………………………………………(2分)
(2)设小物块恰能通过圆轨道最高点的速度大小为
v
2
,轨道对小物块的压力
F
N
2
=5
mg
时的速度大小为
v
3
,根据牛顿第二定律,对于小物块在最高点的两种情况分别有
mg=mv
2
2
/R
,
F
N
2
+
mg=mv
3
2
/
R
……………………………………………………(2分)
解得
v
2
2
=
gR
,
v
3
2
=6
gR
设对应上述两种情况下,小物块的初速度分别为
v
20
和
v
30
,对于小物块从开始沿斜轨道下滑到运动至轨道最高点的过程,根据机械能守恒定律分别有
mv
20
2
=
mgR+
mv
2
2
,
mv
30
2
=
mgR+
mv
3
2
解得
v
20
=
,
v
30
=
即小物块的初速度应满足
≤
v
≤
…………………………………………(2分)
举一反三
下列几种运动过程,遵守机械能守恒定律的是
A.汽车刹车
B.雨滴匀速下落
C.物体沿粗糙斜面匀速下滑
D.自由落体运动
题型:不详
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|
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关于机械能下列说法中正确的是 ( )
A.做匀速运动的物体,其机械能一定守恒
B.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒
C.如果合外力对物体做功为零,物体的机械能可能增加
D.只要有摩擦力存在,机械能一定减少
题型:不详
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|
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如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,
,小球质量为m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s
2
。试求:
小题1:求摆线能承受的最大拉力为多大?
小题2:要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,质量分别为
m
1
、
m
2
的两个小球
A
、
B
,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上.突然加一水平向右的匀强电场后,两球
A
、
B
将由静止开始运动,对两小球
A
、
B
和弹簧组成的系统,在弹簧第一次伸长到最长的运动过程中,以下说法正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用,且弹簧不超过弹性限度)( )
A.系统机械能守恒
B.系统机械能不断增加
C.系统动能不断增加
D.系统机械能先增后减
题型:不详
难度:
|
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如图所示,ABD0是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的14圆周轨道,半径OA处于水平位置,BD0是直径为l5m的半圆轨道,D为BD0轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径0A高H处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的
倍.取g为10m/s
2
小题1: H的大小
小题2:试讨论此球能否到达BD0轨道的0点,并说明理由;
题型:不详
难度:
|
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