【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.

(1)若工件固定,將物塊由P點(diǎn)無(wú)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】1P、C兩點(diǎn)間的高度差是0.2m

2F的大小是8.5N;

3)物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離是0.4m

【解析】試題分析:(1)物塊從P點(diǎn)下滑經(jīng)B點(diǎn)至C點(diǎn)的整個(gè)過(guò)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.

解(1)物塊從P點(diǎn)下滑經(jīng)B點(diǎn)至C點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理得:

mgh﹣μ1mgL=0

代入數(shù)據(jù)得:

h=0.2m ①

2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=

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﹣μ2M+mg=M+ma ④

聯(lián)立①②③④式,代入數(shù)據(jù)得

F=8.5N ⑤

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=

x1=vt ⑦

x2=x1﹣Rsinθ ⑧

聯(lián)立①②⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得

x2=0.4m

答:(1P、C兩點(diǎn)間的高度差是0.2m

2F的大小是8.5N;

3)物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離是0.4m

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B. 平均速度就是初、末速度的平均值,它只有大小,沒(méi)有方向,是標(biāo)量

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(1)請(qǐng)回答:嫦娥一號(hào)在完成第三次近地變軌時(shí)需要加速還是減速?

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C. 電工被銅絲編織的衣服包裹,使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用

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(1)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做_____(填答案前的字母).

A.是為了釋放小車后,小車能勻加速下滑

B.是為了增大橡皮筋對(duì)小車的彈力

C.是為了使橡皮筋對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功

D.是為了使橡皮筋松馳后小車做勻加速運(yùn)動(dòng)

(2)若根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)畫出的W﹣v草圖如圖乙所示,根據(jù)圖線形狀可知,對(duì)W與v的關(guān)系作出的以下猜想肯定不正確的是______

A. B. C. D.

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A. 同時(shí)到達(dá)屏上同一點(diǎn) B. 先后到達(dá)屏上同一點(diǎn)

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A. A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)不變

B. A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢(shì)升高

C. B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢(shì)升高

D. B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢(shì)降低

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