如圖所示,車廂內(nèi)的小桌上固定一光滑斜面,車廂的總質(zhì)量為M(小球除外)、小球的質(zhì)量為m,斜面傾角為a,車在水平推力F1作用下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),小球(視為質(zhì)點(diǎn))始終與車相對(duì)靜止,小球距桌面的高度為h,離桌面邊緣水平距離為L(zhǎng).車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力等于車對(duì)地面壓力的k倍,重力加速度為g.

       (1)求水平推力F1的大;

       (2)若M=l0kg,k=0.20,h=0.20m,L=0.30m,g= l0m/s2.當(dāng)車速為v0 =15m/s時(shí),撤去推力F1同時(shí)對(duì)車施加水平向左的拉力F2(如虛線所示),小球立即離開斜向右飛去.為使小球在運(yùn)動(dòng)中不碰到桌子,所加拉力F2應(yīng)滿足什么條件?

(1)

(2)


解析:

(1)取車廂整體為研究對(duì)象(含小球),由牛頓第二定律得

    (2分)

取小球?yàn)檠芯繉?duì)象

(1分)

解得(2分)

   (2)當(dāng)車速度為時(shí),撤去力F1同時(shí)對(duì)車施加水平向左的拉力F2(如虛線所示)后,小球立即離開斜面向右做平拋運(yùn)動(dòng),而小車作勻減速運(yùn)動(dòng)設(shè)其加速度大小為a。

對(duì)小球,設(shè)自開始平拋到下落h=0.2m時(shí),所用時(shí)間為t,水平運(yùn)動(dòng)的距離為x,

(2分)

對(duì)車,設(shè)車做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度a=a1時(shí),小球在運(yùn)動(dòng)中剛好不碰到桌子,

則有(1分)

代入數(shù)據(jù)解得:(1分)

為使小球在運(yùn)動(dòng)中不碰到桌子,車做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度應(yīng)滿足(1分)

對(duì)小車(不包括小球),由牛頓第二定律得

(1分)

代入數(shù)據(jù)解得:(1分)

(用相對(duì)運(yùn)動(dòng)求解正確同樣給分)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,有些地區(qū)的鐵路由于彎多、彎急,路況復(fù)雜,依靠現(xiàn)有車型提速的難度較大,鐵路部門通過(guò)引進(jìn)擺式列車來(lái)解決轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小造成的離心問(wèn)題,擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車.當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí),在電腦控制下,車廂會(huì)自動(dòng)傾斜,使得車廂受到的彈力FN與車廂底板垂直,F(xiàn)N與車廂重力的合力恰好等于向心力,車廂沒(méi)有離心側(cè)翻的趨勢(shì)(車輪內(nèi)緣還要受到外軌側(cè)向的彈力),當(dāng)列車行走在直線上時(shí),車廂又恢復(fù)原狀,就像玩具“不倒翁”一樣.它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)有線路上運(yùn)行,無(wú)需對(duì)線路等設(shè)施進(jìn)行較大的改造.運(yùn)行實(shí)踐表明:擺式列車通過(guò)彎道的速度可提高20%---40%,最高可達(dá)50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”.假設(shè)有一超高速擺式列車在水平面內(nèi)行駛,以360Km/h的速度轉(zhuǎn)彎,轉(zhuǎn)彎半徑為2Km,則質(zhì)量為50Kg 的乘客在拐彎過(guò)程中所受到的火車給他的作用力約為( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,有些地區(qū)的鐵路由于彎多、彎急、路況復(fù)雜,依靠現(xiàn)有車型提速的難度較大,鐵路部門通過(guò)引進(jìn)擺式列車來(lái)解決轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小造成的離心問(wèn)題,擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車.當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí),在電腦控制下,車廂會(huì)自動(dòng)傾斜,當(dāng)列車行走在直線上時(shí),車廂又恢復(fù)原狀,就像玩具“不倒翁”一樣.它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)有線路上運(yùn)行,無(wú)需對(duì)線路等設(shè)施進(jìn)行較大的改造.運(yùn)行實(shí)踐表明:擺式列車通過(guò)彎道的速度可提高20%-40%,最高可達(dá)50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”.假設(shè)有一超高速擺式列車在水平面內(nèi)行駛,以360km/h的速度轉(zhuǎn)彎,轉(zhuǎn)彎半徑為2Km,則質(zhì)量為50kg的乘客在拐彎過(guò)程中所受到的火車給他的作用力約為( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,有些地區(qū)的鐵路由于彎多、彎急,路況復(fù)雜,依靠現(xiàn)有車型提速的難度較大,鐵路部門通過(guò)引進(jìn)擺式列車來(lái)解決轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小造成的離心問(wèn)題,擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車。當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí),在電腦控制下,車廂會(huì)自動(dòng)傾斜,使得車廂受到的彈力FN與車廂底板垂直,F(xiàn)N與車廂重力的合力恰好等于向心力,車廂沒(méi)有離心側(cè)翻的趨勢(shì),當(dāng)列車行走在直線上時(shí),車廂又恢復(fù)原狀,就像玩具“不倒翁”一樣。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)有線路上運(yùn)行,無(wú)需對(duì)線路等設(shè)施進(jìn)行較大的改造。運(yùn)行實(shí)踐表明:擺式列車通過(guò)彎道的速度可提高20%---40%,最高可達(dá)50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”。假設(shè)有一超高速擺式列車在水平面內(nèi)行駛,以360Km/h的速度轉(zhuǎn)彎,轉(zhuǎn)彎半徑為2 Km,則質(zhì)量為50Kg 的乘客在拐彎過(guò)程中所受到的火車給他的作用力約為:(    )

A.0        B.500N         C.559N               D.717N

 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,車廂A以速度V0=6.0m/s沿平直軌道勻速前進(jìn),在車廂內(nèi)水平桌面上有一個(gè)小物塊C隨車廂A一起運(yùn)動(dòng),已知水平桌面的高度h=0.80m,小物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0 .20。在車廂A的正前方軌道上放著車廂B,且A的總質(zhì)量(不包括小物塊)與車廂B的質(zhì)量相等,兩車廂碰撞掛接后連在一起,假設(shè)此后它們始終以共同的速度勻速前進(jìn)(取g=10m/s2

1.兩車廂掛接后的共同速度v=?

2.兩車廂掛接后,小物塊C開始沿桌面向前滑動(dòng),最后落在車廂A的地板上,總共經(jīng)歷的時(shí)間t=1.0s,求小物塊在水平桌面上滑行的距離s=?

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2010-2011學(xué)年浙江省高三三月月考(理綜)物理部分 題型:選擇題

如圖所示,有些地區(qū)的鐵路由于彎多、彎急,路況復(fù)雜,依靠現(xiàn)有車型提速的難度較大,鐵路部門通過(guò)引進(jìn)擺式列車來(lái)解決轉(zhuǎn)彎半徑過(guò)小造成的離心問(wèn)題,擺式列車是集電腦、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車。當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時(shí),在電腦控制下,車廂會(huì)自動(dòng)傾斜,使得車廂受到的彈力FN與車廂底板垂直,F(xiàn)N與車廂重力的合力恰好等于向心力,車廂沒(méi)有離心側(cè)翻的趨勢(shì)(車輪內(nèi)緣還要受到外軌側(cè)向的彈力),當(dāng)列車行走在直線上時(shí),車廂又恢復(fù)原狀,就像玩具“不倒翁”一樣。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠在現(xiàn)有線路上運(yùn)行,無(wú)需對(duì)線路等設(shè)施進(jìn)行較大的改造。運(yùn)行實(shí)踐表明:擺式列車通過(guò)彎道的速度可提高20%---40%,最高可達(dá)50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”。假設(shè)有一超高速擺式列車在水平面內(nèi)行駛,以360Km/h的速度轉(zhuǎn)彎,轉(zhuǎn)彎半徑為2 Km,則質(zhì)量為50Kg 的乘客在拐彎過(guò)程中所受到的火車給他的作用力約為(        )

A. 500N          B.559N          C. 707N                D. 0

 

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