精英家教網(wǎng)如圖所示是某公司設(shè)計的“2009”玩具軌道,是用透明的薄壁圓管彎成的豎直軌道,其中引入管道AB及“200”管道是粗糙的,AB是與“2009”管道平滑連接的豎直放置的半徑為R=0.4m的
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圓管軌道,已知AB圓管軌道半徑與“0”字型圓形軌道半徑相同.“9”管道是由半徑為2R的光滑
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圓弧和半徑為R的光滑
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圓弧以及兩段光滑的水平管道、一段光滑的豎直管道組成,“200”管道和“9”管道兩者間有一小縫隙P.現(xiàn)讓質(zhì)量m=0.5kg的閃光小球(可視為質(zhì)點)從距A點高H=2.4m處自由下落,并由A點進(jìn)入軌道AB,已知小球到達(dá)縫隙P時的速率為v=8m/s,g取10m/s2.求:
(1)小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功;
(2)小球通過“9”管道的最高點N時對軌道的作用力.
分析:(1)小球從初始位置到達(dá)縫隙P的過程中,由動能定理列方程即可求解;
(2)由機(jī)械能守恒定律求得小球到達(dá)最高點N時的速度為vN,然后由牛頓第二定律列方程求解小球受軌道的彈力,進(jìn)而由牛頓第三定律得到球?qū)壍赖淖饔昧Γ?/div>
解答:解:(1)小球從初始位置到達(dá)縫隙P的過程中,由動能定理有
mg(H+3R)-WF=
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2
mv2-0
代入數(shù)據(jù)得WF=2J.
(2)設(shè)小球到達(dá)最高點N時的速度為vN,由機(jī)械能守恒定律有
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mv2=mg?4R+
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mvN2
在最高點N時,根據(jù)牛頓第二定律有FN+mg=m
vN2
R

聯(lián)立解得FN=35 N.根據(jù)牛頓第三定律小球?qū)壍赖膲毫?5N.
答:(1)小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功為2J.
(2)小球通過“9”管道的最高點N時對軌道的作用力為35N.
點評:涉及到曲線運動,有摩擦的情況要用動能定理求解,列式時注意功的正負(fù).若無阻力做功只有重力做功情況可用機(jī)械能守恒定律求解.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

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圓弧和半徑為R的光滑
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(1)小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功;
(2)小球通過“9”管道的最高點N時對軌道的作用力;
(3)小球從C點離開“9”管道之后做平拋運動的水平位移以及小球落地時速度的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

為了紀(jì)念2008年奧運會的成功舉辦,某公司為某游樂園設(shè)計了如圖所示的玩具軌道,其中EC間的“2008”是用內(nèi)壁光滑、透明的薄壁圓管彎成的豎直軌道,AB是豎直放置的光滑圓管軌道,B、E間是粗糙的水平平臺,管道B、E、C端的下表面在同一水平線上且切線均為水平方向,F(xiàn)讓質(zhì)量m=0.5Kg的閃光小球(可視為質(zhì)點)從A點正上方的Q處自由落下,從A點進(jìn)入軌道,依次經(jīng)過圓管軌道AB、平臺BE和“8002”后從C點水平拋出。已知圓管軌道半徑=0.4m,“O”字形圓形軌道半徑=0.02m。Q點距A點高H=5m,到達(dá)“O”字形軌道最低點P時的速度為10m/s,,取g=10m/s2。求:

(1)小球到達(dá)O字形圓形軌道頂端N點時受到的軌道的彈力;

(2)在D點正上方高度為0.038m處設(shè)置一垂直于紙面粗細(xì)可不計的橫桿,若D到C的水平距離為0.1m,則小球應(yīng)距A點正上方多高處釋放時,才能剛好能夠從橫桿上越過?

 

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年吉林省白山二中高三(上)第二次月考物理試卷(解析版) 題型:解答題

如圖所示是某公司設(shè)計的“2009”玩具軌道,是用透明的薄壁圓管彎成的豎直軌道,其中引入管道AB及“200”管道是粗糙的,AB是與“2009”管道平滑連接的豎直放置的半徑為R=0.4m的圓管軌道,已知AB圓管軌道半徑與“0”字型圓形軌道半徑相同.“9”管道是由半徑為2R的光滑圓弧和半徑為R的光滑圓弧以及兩段光滑的水平管道、一段光滑的豎直管道組成,“200”管道和“9”管道兩者間有一小縫隙P,現(xiàn)讓質(zhì)量m=0.5kg的閃光小球(可視為質(zhì)點)從距A點高H=2.4m處自由下落,并由A點進(jìn)入軌道AB,已知小球到達(dá)縫隙P時的速率為v=8m/s,g取10m/s2.求:
(1)小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功;
(2)小球通過“9”管道的最高點N時對軌道的作用力;
(3)小球從C點離開“9”管道之后做平拋運動的水平位移以及小球落地時速度的大。

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太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動的汽車。相比傳統(tǒng)熱機(jī)驅(qū)動的汽車,太陽能汽車是真正的零排放。正因為其環(huán)保的特點,太陽能汽車被諸多國家所提倡,太陽能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日益蓬勃。如圖所示為某汽車公司設(shè)計的太陽能汽車,當(dāng)太陽光照射到汽車上方的光電板時,光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機(jī)帶動汽車前進(jìn)。設(shè)汽車在平直的公路上由靜止開始勻加速行駛,經(jīng)過時間t,速度為v時功率達(dá)到額定功率,并保持不變;之后汽車又繼續(xù)前進(jìn)了距離s,達(dá)到最大速度vmax。設(shè)汽車的質(zhì)量為m,運動過程中所受阻力恒為f,則下列說法中正確的是
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A.汽車的額定功率為fvmax
B.汽車勻加速運動過程中,克服阻力做功為fvt
C.汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中,牽引力所做的功為
D.汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中,合力所做的功為

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