【題目】如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段平直傾斜且粗糙,BC段是光滑圓弧,對應(yīng)的圓心角53,半徑為r,CD段水平粗糙,各段軌道均平滑連接,在D點(diǎn)右側(cè)固定了一個圓弧擋板MN,圓弧半徑為R,圓弧的圓心也在D點(diǎn)。傾斜軌道所在區(qū)域有始終恒力大小為方向垂直于斜軌向下。一個質(zhì)量為m小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))在傾斜軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放,最終從D點(diǎn)水平拋出并擊中擋板。(擋板滿足x2y2R2)已知A,B之間距離為2r,斜軌與小物塊之的動摩擦因數(shù)為重力加速度為gsin530.8,cos530.6。求:

1)小物塊運(yùn)動至圓軌道的C點(diǎn)時對軌道的壓力大小;

2)改變AB之間的距離和恒力F的大小,使小物塊每次都能從D點(diǎn)以不同的速度水平拋出并擊中擋板的不同位置,求擊中擋板時小物塊動能的最小值。

【答案】1;(2

【解析】

1)小物塊由AB過程由動能定理,得

解得

小物塊由BC過程由機(jī)械能守恒定律,得

解得

C點(diǎn)由牛頓第二定律,得

解得

由牛頓第三定律可得小物塊對圓軌道的壓力

2)小物塊離開D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動,得:
水平方向

x=v0t

豎直方向

ygt2

x2+y2=R2

小物塊平拋過程機(jī)械能守恒,得

由以上四式解得

由數(shù)學(xué)中的均值不等式可知

故小物塊動能的最小值為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】據(jù)報道,2020年我國首顆人造月亮將完成從發(fā)射、人軌、展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證。人造月亮是一種攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星,將部署在距離地球500km以內(nèi)的低地球軌道上,其亮度是月球亮度的8倍,可為城市提供夜間照明。假設(shè)人造月亮繞地球做圓周運(yùn)動,則人造月亮在軌道上運(yùn)動時

A. 人造月亮的線速度等于第一宇宙速度

B. 人造月亮的角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度

C. 人造月亮的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D. 人造月亮的公轉(zhuǎn)周期大于月球的繞地球運(yùn)行的周期

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】水平轉(zhuǎn)臺上有質(zhì)量相等的AB兩小物塊,兩小物塊間用沿半徑方向的細(xì)線相連,兩物塊始終相對轉(zhuǎn)臺靜止,其位置如圖所示(俯視圖),兩小物塊與轉(zhuǎn)臺間的最大靜摩擦力均為,則兩小物塊所受摩擦力、隨轉(zhuǎn)臺角速度的平方()的變化關(guān)系正確的是

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,一足夠長的傳送帶傾斜放置,以恒定速率順時針轉(zhuǎn)動。一煤塊以初速度A端沖上傳送帶,煤塊的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示,取,,,則下列說法正確的是(

A.傾斜傳送帶與水平方向夾角

B.煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)

C.煤塊從沖上傳送帶到返回A端所用的時間為4s

D.煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(4分)以下說法中正確的是

A. 系統(tǒng)在吸收熱量時內(nèi)能一定增加

B. 懸浮在空氣中做布朗運(yùn)動的PM2.5微粒,氣溫越高,運(yùn)動越劇烈

C. 封閉容器中的理想氣體,若溫度不變,體積減半,則單位時間內(nèi)氣體分子在容器壁單位面積上碰撞的次數(shù)加倍,氣體的壓強(qiáng)加倍

D. 用力拉鐵棒的兩端,鐵棒沒有斷,說明此時分子間只存在引力而不存在斥力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在粗糙水平臺階上靜止放置一質(zhì)量m0.5kg的小物塊,它與水平臺階表面間的動摩擦因數(shù)0.5,且與臺階邊緣O點(diǎn)的距離s5m。在臺階右側(cè)固定了一個以O點(diǎn)為圓心的圓弧形擋板,現(xiàn)用F5N的水平恒力拉動小物塊,一段時間后撤去拉力,小物塊最終水平拋出并擊中擋板。(g10m/s2

1)若小物塊恰能擊中擋板的上邊緣P點(diǎn),P點(diǎn)的坐標(biāo)為(1.6m0.8m),求其離開O點(diǎn)時的速度大;

2)為使小物塊擊中擋板,求拉力F作用的距離范圍;

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量M=8.0kg的小車放在光滑的水平面上,給小車施加一水平向右的恒力F=8.0N。當(dāng)向右運(yùn)動的速度達(dá)到v0=1.5m/s時,有一物塊以水平向左的初速度 =1.0m/s滑上小車的右端,小物塊的質(zhì)量m=2.0kg,物塊與小車表面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,設(shè)小車足夠長,g10m/s2,各問最終計算結(jié)果均保留1位小數(shù)。

1)物塊從滑上小車開始,經(jīng)過多長時間速度減小為零?

2)求物塊在小車上相對小車滑動的過程中,物塊相對地面的位移大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等均為m的兩個物體ABA、B可以看做質(zhì)點(diǎn)),它們與盤間的動摩擦因數(shù)均為,A、B之間細(xì)線的長度為L,細(xì)線長度等于B到圓盤圓心的距離,下列說法正確的是

A.當(dāng)轉(zhuǎn)盤角速度,細(xì)線拉力為0

B.當(dāng)轉(zhuǎn)盤角速度,兩物體能隨圓盤一起勻速圓周運(yùn)動,不會發(fā)生滑動

C.當(dāng)轉(zhuǎn)盤角速度B受到的摩擦力為

D.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時,燒斷細(xì)線,則物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動,物體A發(fā)生滑動,離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,擋板垂直于斜面且固定在斜面上,一質(zhì)量為m的滑塊放在斜面[其上表面呈弧形且左端最薄,一質(zhì)量為M的球擱在當(dāng)板與滑塊上,一切摩 擦均不計,用平行于斜面的拉力F拉住滑塊,使球與滑塊均靜止,現(xiàn)將滑塊平行于斜面向上拉過一較小的距離,球仍擱在檔板與滑塊上且處于靜止?fàn)顟B(tài),則與原來相比

A.滑塊對球的彈力增大

B.擋板對球的彈力不變

C.斜面對滑塊的彈力增大

D.拉力F增大

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