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(12分)金屬硬桿軌道“ABCDEFGHIP”固定置于豎直平面內,CDE、FGH兩半圓形軌道半徑分別為、,足夠長的PI、AB直軌與水平均成θ=37°,一質量為m的小環(huán)套在AB桿上,環(huán)與BC、EF、HI水平直桿軌道間的動摩擦因數均為μ=0.1,其中BC=、EF=、HI=,其他軌道均光滑,軌道拐彎連接處也光滑,環(huán)通過連接處時動能損失忽略不計,現(xiàn)環(huán)在AB桿上從距B點處的地方無初速釋放.已知sin37°=0.6,試求:

(1)從釋放到第一次到達B所用的時間;
(2)第一次過小圓道軌最高點D時,環(huán)對軌道的作用力;
(3)小環(huán)經過D的次數及環(huán)最終停在什么位置?
(1);(2);(3)最終停在I處。

試題分析:(1)                  
得:
(2)從A→D:        
得:
第一次在D處:(假設軌道對環(huán)的力是向下的)   
得:
所以環(huán)對軌道的作用力是豎直向上的,大小為
(3)假設小環(huán)第n次向左過D時(n為大于等于1的整數),速度設為
由動能定理得:
>0
n<,所以最多向左第3次通過D點
假設小環(huán)第k次向左過大圓軌道最高點G時,速度設為由動能定理得:

>0
k<,所以最多向左第2次通過G點
如果環(huán)能第2次向右過G點,說明最終環(huán)在FE之間,所以要證明是否能第2次能向右過G點,設第2次向右過G點時速度為
由動能定理得:
即: 
顯然是動能不可能為負的,說明不會第2次向右過G點,也就不可能出現(xiàn)第3次向左過D點。
所以,過D點的次數為3次(2次向左1次向右)
當環(huán)第2次向左過G點后,環(huán)只能在G的左側做往復運動,最后停在IH軌道上的某處設環(huán)在“IH”直軌上的運動路程為


,是3a的7倍,所以小環(huán)最終停在I處。
練習冊系列答案
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關于參考系的選擇,以下說法正確的是(    )
A.參考系必須選擇靜止不動的物體
B.任何物體都可以被選作參考系
C.參考系必須是和地面連在一起的物體
D.“太陽從東方升起”是以太陽作參考系

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C.某秒初速度一定比前1秒的末速度大3 m/s
D.某秒末速度一定比前1秒的初速度大3 m/s

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一輛汽車4s內做勻加速直線運動,初速度為2m/s,末速度為10m/s,在這段時間內(   )
A.汽車的加速度為2m/s2B.汽車的加速度為3m/s2
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為兩物體A、B的x-t圖象,根據圖象信息,下列說法正確的是(  )

A.從第3 s起,兩物體運動方向相同,且vA>vB
B.兩物體由同一位置開始運動,但物體A比B遲3 s才開始運動
C.在5 s內兩物體的位移相同,5 s末A、B相遇
D.在5 s內A、B的平均速度不相等

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A、B兩物體相距7m, A在水平拉力和摩擦阻力作用下以 vA=" 4" m/s的速度向右作勻速度直線運動; B此時的速度 v B ="10" m/s,在摩擦阻力作用下作勻減速運動,加速度大小為 2 m/s2,則從如圖所示位置開始,A追上B 的時間為

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A.1:1                                     B.mA:mB
C.mB:mA                                    D.無法確定

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