(14分)如圖所示,傾角θ = 60°的粗糙平直導(dǎo)軌與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切,切點(diǎn)為B,輕彈簧一端固定,自由端在B點(diǎn),整個(gè)軌道處在豎直平面內(nèi),F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))緊靠且壓縮彈簧,并從導(dǎo)軌上離水平地面高h(yuǎn) = R的A處無初速下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道,恰能到達(dá)圓環(huán)最高點(diǎn)D,不計(jì)空氣阻力。滑塊與平直導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.5,重力加速度大小為g。求:

(1)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最高點(diǎn)D時(shí)速度υD的大。
(2)滑塊運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)受到圓環(huán)軌道支持力N的大。
(3)滑塊在A處時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep。
(1)(2)N = 6mg  (2)mgR 
(1)滑塊恰能到達(dá)圓環(huán)最高點(diǎn)D,說明滑塊在D點(diǎn)時(shí)重力恰好提供向心力,即
mg = m                        2分
得     υD =                       1分
(2)小滑塊從C→D,由機(jī)械能守恒定律得
C2 = D2 + mg·2R         2分
υC =                      1分
在C點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律,有
N– mg = m                 2分
得     N = 6mg                       1分
(2)AB之間長(zhǎng)度
L = [h–(R– Rcosθ)]/sinθ= R    1分
平直導(dǎo)軌對(duì)滑塊的滑動(dòng)摩擦力
f = μmgcosθ = mg              1分       
從A→C,根據(jù)能量守恒定律有
C2 + fL = Ep + mgh             2分
得     Ep = mgR                      1分
本題考查圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用,在最高點(diǎn)通過的臨界條件是只有重力提供向心力,從C到D可通過機(jī)械能守恒定律求得C點(diǎn)速度,在C點(diǎn)由支持力和重力的合力提供向心力,列式求解可得,在A到B間,通過動(dòng)能定理可求得勢(shì)能大小
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

物體在外力作用下沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng),在物體的速度由0增為v的過程中,外力做功W1,在物體的速度由v增為2v的過程中,外力做功W2,則W1W2
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3D.1∶4

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖,長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=5m的三根細(xì)線OA、AB、BC一端均與質(zhì)量為m=2kg的A球連接,另一端分別固定于O、B、C三點(diǎn)且B、C兩點(diǎn)在同一水平線上,整個(gè)裝置處于豎直平面內(nèi)。小球靜止時(shí)且細(xì)線OA恰無彈力.取g=10m/s2.求:

(1)此時(shí)細(xì)線AB的彈力大小
(2)若同時(shí)燒斷細(xì)線AB、AC,與此同時(shí)給A球一個(gè)水平向右的初速度v0=5m/s.求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線OA的拉力大小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的裝置探究“動(dòng)能定理”,圖中小車中可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)針時(shí)器工作頻率為50 Hz.

(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車中放入砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車后端,用細(xì)線跨過定滑輪連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,先        ,再        ,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn),         ;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作。
(2)如圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg,砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置.
(3)在上述的運(yùn)動(dòng)過程中,對(duì)于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng),               做正功,
       做負(fù)功.

(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖中的圖線(其中Δv2=v2-v20),根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是                                                 .要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”,還需要測(cè)量的物理量是摩擦力和                 
表1紙帶的測(cè)量結(jié)果
測(cè)量點(diǎn)
S/cm
v/(m·s-1)
0
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
   
  
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)如圖所示,某人駕駛摩托車做特技表演,以某一初速度沿曲面沖上高h(yuǎn)、頂部水平的高臺(tái),到達(dá)平臺(tái)頂部以v0=的水平速度沖出,落至地面時(shí),恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑.A、B為圓弧兩端點(diǎn),其連線水平。已知圓弧半徑為R=,人和車的總質(zhì)量為m,特技表演的全過程中不計(jì)一切阻力,。g為重力加速度。求:人和車運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O時(shí)車對(duì)軌道的壓力。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分)某物體放在一傾角為θ的斜面上,向下輕輕一推,它剛好能勻速下滑.若給此物體一個(gè)沿斜面向上的初速度v0,那么,

(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多大?
(2)它能沿斜面向上滑的最大位移為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某人用手將1Kg物體由靜止向上提起1m,這時(shí)物體的速度為2m/s(g取10m/s2),則下列說法不正確的是(       )
A.手對(duì)物體做功12JB.合外力做功2J
C.合外力做功12JD.物體克服重力做功10J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

光滑水平面上靜置一質(zhì)量為M的木塊,一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v1射入木塊,以速度v2穿出,木塊速度變?yōu)関,在這個(gè)過程中,下列說法中正確的是(    )
A.子彈對(duì)木塊做功為
B.子彈對(duì)木塊做的功等于子彈克服阻力做的功
C.子彈對(duì)木塊做的功等于木塊獲得的動(dòng)能子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和
D.子彈損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槟緣K獲得的動(dòng)能與子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

兩物體質(zhì)量比為1∶4,速度比為4∶1,則兩物體的動(dòng)能比是
A.1∶1B.1∶4C.2∶1D.4∶1

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