【題目】如圖所示,一工件置于水平地面上,其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道,BC段為一長(zhǎng)度L=0.5m的粗糙水平軌道,二者相切于B點(diǎn),整個(gè)軌道位于同一豎直平面內(nèi),P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn).一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,其質(zhì)量m=0.2kg,與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4.工件質(zhì)量M=0.8kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1.(取g=10m/s2

(1)若工件固定,將物塊由P點(diǎn)無初速度釋放,滑至C點(diǎn)時(shí)恰好靜止,求P、C兩點(diǎn)間的高度差h.
(2)若將一水平恒力F作用于工件,使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜止,一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng).
①求F的大。
②當(dāng)速度v=5m/s時(shí),使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)(即不考慮減速的時(shí)間和位移),物塊飛離圓弧軌道落至BC段,求物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離.

【答案】
(1)解:物塊從P點(diǎn)下滑經(jīng)B點(diǎn)至C點(diǎn)的整個(gè)過程,根據(jù)動(dòng)能定理得:

mgh﹣μ1mgL=0

代入數(shù)據(jù)得:

h=0.2m…①

答:P、C兩點(diǎn)間的高度差是0.2m;


(2)解:①設(shè)物塊的加速度大小為a,P點(diǎn)與圓心的連線與豎直方向間的夾角為θ,由幾何關(guān)系可得

cosθ= …②

根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)物體有

mgtanθ=ma…③

對(duì)工件和物體整體有

F﹣μ2(M+m)g=(M+m)a…④

聯(lián)立①②③④式,代入數(shù)據(jù)得

F=8.5N…⑤

答:F的大小是8.5N;

②設(shè)物體平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,水平位移為x1,物塊落點(diǎn)與B間的距離為 x2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

h= …⑥

x1=vt…⑦

x2=x1﹣Rsinθ…⑧

聯(lián)立①②⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得

x2=0.4m

答:物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離是0.4m.


【解析】(1)物塊從P點(diǎn)下滑經(jīng)B點(diǎn)至C點(diǎn)的整個(gè)過程,根據(jù)動(dòng)能定理求解(2)對(duì)物體、工件和物體整體分析,根據(jù)牛頓第二定律求解(3)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和幾何關(guān)系求解.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用平拋運(yùn)動(dòng)和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案,需要掌握特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng);應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長(zhǎng)。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A;彈簧始終在彈性限度之內(nèi),重力加速度為g,則圓環(huán)( 。

A. 下滑過程中,加速度一直減小

B. 下滑過程中,克服摩擦力做功為

C. C處,彈簧的彈性勢(shì)能為

D. 上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電動(dòng)機(jī)帶著繃緊的傳送帶始終以v=2m/s的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng),傳送帶與水平面的夾角θ=30°,現(xiàn)把一質(zhì)量為m=10kg的工件輕輕地放在皮帶的底端,經(jīng)過一段時(shí)間后,工件被送到高h(yuǎn)=2m的平臺(tái)上,已知工件與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= ,除此之外,不計(jì)其它損耗.(g取10m/s2)求:

(1)傳送帶對(duì)物體做的功
(2)產(chǎn)生的熱量
(3)由于傳送物體傳送帶多消耗的電能.

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【題目】對(duì)電容C= ,以下說法正確的是( )
A.電容器帶電荷量越大,電容就越大
B.對(duì)于固定電容器,它的帶電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變
C.可變電容器的帶電荷量跟加在兩極板間的電壓成正比
D.如果一個(gè)電容器沒有電壓,就沒有帶電荷量,也就沒有電容

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E= 可知,在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)( )
A.電場(chǎng)強(qiáng)度E與F成正比,跟q成反比
B.無論試探電荷所帶電量如何變化, 始終不變
C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,在該點(diǎn)的電荷受到的靜電力可能不為零
D.一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的靜電力為零,則P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定為零

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【題目】如圖所示,有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U加速后,沿平行金屬板A、B中心線進(jìn)入兩板,A、B板間距為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng),A、B板間電壓也為U,屏CD足夠大,距離A、B板右邊緣3L,AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直.試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離.

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【題目】如圖所示,在甲圖中,小孩用80N的水平力推木箱,木箱不動(dòng),則木箱此時(shí)受到的靜摩擦力大小為□N;在乙圖中,小孩用至少100N的水平力推木箱,木箱才能被推動(dòng),則木箱與地面間的最大靜摩擦力大小為□N;在丙圖中,小孩把木箱推動(dòng)了,若此時(shí)木箱與地面間摩擦力大小為90N,木箱對(duì)地面的壓力大小為200N,則木箱與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=□依次填入以上空格的正確答案是( )

A. 0、80、0.45 B. 80、100、0.45

C. 8080、0.90 D. 80、1000.90

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置,導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng),其下端與電阻R連接,勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為B,方向垂直導(dǎo)軌平面向上.放在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab以某一初速度v下滑,運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直.關(guān)于導(dǎo)體棒ab,下列說法中正確的是( )

A.剛下滑的瞬間,ab棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BLvcosθ
B.所受安培力方向平行于導(dǎo)軌向上
C.可能勻加速下滑
D.可能以速度v勻速下滑

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平線MN上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外,MN上方有一單匝矩形異線框abcd,其質(zhì)量為m,電阻為R,ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1 , bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2 , cd邊離MN的高度為h.現(xiàn)將線框由靜止釋放,線框下落過程中ab邊始終保持水平,且ab邊離開磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng),不考慮空氣阻力的影響,則從線框靜止釋放到完全離開磁場(chǎng)的過程中( )

A.回路中電流最大值一定為
B.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中電流的熱功率為
C.整個(gè)過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為
D.整個(gè)過程中導(dǎo)線框中產(chǎn)生的熱量為mg(h+L2)﹣

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