如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接,導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧,當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn).不計(jì)空氣阻力.

試求:
(1)當(dāng)m在A點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能的大小;
(2)物塊m從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)克服阻力做的功的大。
(3)如果半圓形軌道也是光滑的,其他條件不變,當(dāng)物體由A經(jīng)B運(yùn)動(dòng)到C,然后落到水平面,落點(diǎn)為D(題中D點(diǎn)未標(biāo)出,且水平面足夠長(zhǎng)),求D點(diǎn)與B點(diǎn)間距離。
(1)(2)(3)

試題分析:(1)物塊在B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得:
                                              (2分)

在物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,彈簧的彈性勢(shì)能                                             (2分)
(2)物體到達(dá)C點(diǎn)僅受重力mg,根據(jù)牛頓第二定律有    (2分)                                        
物體從B點(diǎn)到C點(diǎn)只有重力和阻力做功,根據(jù)動(dòng)能定理有:,解得
物塊m從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)克服阻力做的功的大小為          (2分)
(3)在物體從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:
,解得                   (2分)
由C點(diǎn)到D點(diǎn),物體做平拋運(yùn)動(dòng),有:
水平方向:
豎直方向:
解得:
點(diǎn)評(píng):當(dāng)物體在做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),并且涉及的過(guò)程比較多,則使用動(dòng)能定理可以簡(jiǎn)便解題過(guò)程
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,箱子a連同固定在箱子底部的豎直桿b的總質(zhì)量M=10kg。箱子內(nèi)部高度H=3.6m,桿長(zhǎng)h=2.0m,桿的頂端為Q點(diǎn)。另有一內(nèi)孔略大于直桿截面的鐵環(huán)從箱子頂部P點(diǎn)以v0=4m/s的初速度落下,正好套在桿上沿桿運(yùn)動(dòng),鐵環(huán)第一次被箱子底部彈起后恰好能重新返回到P點(diǎn),小鐵環(huán)的質(zhì)量為m=2kg。(不計(jì)鐵環(huán)與箱底碰撞時(shí)的能量損失,g取10m/s2

(1)求在沿桿運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,鐵環(huán)受到的摩擦力f大小是多少?
(2)設(shè)鐵環(huán)在t0=0時(shí)刻釋放,t1時(shí)刻第一次到達(dá)Q點(diǎn),t2時(shí)刻第一次到達(dá)桿底部,t3時(shí)刻第二次到達(dá)Q點(diǎn),t4時(shí)刻恰好回到P點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D(b)給定的坐標(biāo)中,畫(huà)出0~t4時(shí)間內(nèi)箱子對(duì)地面壓力的變化圖像;
(3)求從開(kāi)始下落到最終停止在箱底,鐵環(huán)運(yùn)動(dòng)的總路程s是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,AB為兩塊平行金屬板,A板帶正電、B板帶負(fù)電。兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),兩板間距為d、電勢(shì)差為U,在B板上開(kāi)有兩個(gè)間距為L的小孔。C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的處,C板帶正電、D板帶負(fù)電。兩板間的距離很近,兩板末端的中心線正對(duì)著B板上的小孔,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等,方向都指向。半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì)。現(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計(jì))。試問(wèn):

⑴微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度為多大?
⑵為了使微粒能在CD板間運(yùn)動(dòng)而不碰板,CD板間的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)為多大?
⑶從釋放微粒開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間微粒通過(guò)半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)?

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如圖所示,粗糙軌道ABC位于豎直平面內(nèi),其AB段是半徑為R的圓弧,A點(diǎn)與圓心O等高,BC段水平。軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度為E。質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從A點(diǎn)由靜止下滑,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后又滑行L后停下。已知小球與水平軌道BC之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求:

(1)小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)小球剛要經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大;
(3)小球在AB段克服阻力做的功。

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如圖所示某物體沿曲線運(yùn)動(dòng),只受恒力作用,則其速度大小變化是(   )
A.一直增大
B.一直減小
C.先增大后減小
D.先減小后增大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示AB為半徑R=1m四分之一光滑絕緣豎直圓弧軌道,在四分之一圓弧區(qū)域內(nèi)存在著E=1×V/m豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),有一質(zhì)量m=lkg帶電量q=1.4×C正電荷的物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)的正上方距離A點(diǎn)H處由靜止開(kāi)始自由下落(不計(jì)空氣阻力),BC段為長(zhǎng)L=2m,與物體動(dòng)摩擦因素=0.2的粗糙絕緣水平面,CD段為傾角=且離地面DE高h(yuǎn)=0.8m的斜面。求:
(1)若H=1m,物體能沿軌道AB到達(dá)最低點(diǎn)曰,求它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小?
(2)通過(guò)你的計(jì)算判斷:是否存在某一H值,能使物體沿軌道AB經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B后最終停在距離B點(diǎn)0.8m處?
(3)若高度H滿足:,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算標(biāo)示出物體從C處射出后打到的范圍。(已知。不需要計(jì)算過(guò)程,但要具體的位置。不討論物體的反彈以后的情況。)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一木塊由A點(diǎn)自靜止開(kāi)始下滑,沿ACEB運(yùn)動(dòng)且到達(dá)B點(diǎn)時(shí)恰好靜止,設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)μ處處相同,轉(zhuǎn)角處撞擊不計(jì),測(cè)得AB兩點(diǎn)連線與水平夾角為θ,則木塊與接觸面間μ為 (     )
A.cotθB.tanθC.cosθD.sinθ

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現(xiàn)有一水平速度為V0的子彈,恰好能垂直射穿9塊疊在一起的厚度相等、材料相同固定的木板,若將子彈視為質(zhì)點(diǎn),子彈所受的阻力恒定,則子彈在剛穿過(guò)第五塊木板時(shí)的速率為:(  )
A.B. C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

( 12分)如圖所示,AB為水平軌道,A、B間距離s=1m,BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道,B為兩軌道的連接點(diǎn),D為軌道的最高點(diǎn),整個(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg,它與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F,小物塊剛好能到達(dá)D點(diǎn),試求:(g=10m/s2)

(1)撤去F時(shí)小物塊的速度大。
(2)在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

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