【題目】如圖所示,半徑R=1m的光滑半圓軌道AC與高h(yuǎn)=8R的粗糙斜面軌道BD放在同一豎直平面內(nèi),BD部分水平長度為x=6R.兩軌道之間由一條光滑水平軌道相連,水平軌道與斜軌道間有一段圓弧過渡.在水平軌道上,輕質(zhì)彈簧被a、b兩小球擠壓(不連接),處于靜止?fàn)顟B(tài).同時釋放兩個小球,a球恰好能通過半圓軌道最高點(diǎn)A,b球恰好能到達(dá)斜面軌道最高點(diǎn)B.已知a球質(zhì)量為m1=2kg,b球質(zhì)量為m2=1kg,重力力加速度為g=10m/s2 . (sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)a球經(jīng)過C點(diǎn)時對軌道的作用力
(2)釋放小球前彈簧的彈性勢能Ep
(3)小球與斜面間動摩擦因素μ

【答案】
(1)解:以a球為研究對象,恰好通過最高點(diǎn)時,有 m1g=m1

得 vA= = m/s= m/s

a球從C到A的過程,由機(jī)械能守恒定律得: m1vC2 m1vA2=m1g2R

C點(diǎn)時受力分析,由牛頓第二定律得:FC﹣m1g=m1

解得:FC=6m1g=120N

由牛頓第三定律知,a球經(jīng)過C點(diǎn)時對軌道的作用力大小為120N,方向豎直向下.

答:a球經(jīng)過C點(diǎn)時對軌道的作用力為120N;


(2)解:水平面光滑,彈簧釋放兩球的過程,a、b及彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,取水平向左為正方向,由動量守恒定律得:

m1vc﹣m2vD=0

解得:vD=10 m/s

釋放小球前彈簧的彈性勢能為 Ep= m1vC2+ m2vD2=150J

答:釋放小球前彈簧的彈性勢能Ep為150J;


(3)解:b球從D點(diǎn)恰好到達(dá)最高點(diǎn)B過程中,由動能定理:

0﹣ m2vD2=﹣m2g8R﹣μm2gcosθLBD

其中 LBD=10R

解得:μ=

答:小球與斜面間動摩擦因素μ為


【解析】(1)此題的物理過程非常復(fù)雜首先對物理過程進(jìn)行分析,小球恰好過最高點(diǎn)重力提供向心力再結(jié)合機(jī)械能守恒定律以及合外力提供向心力綜合列式求解。
(2)彈簧釋放兩球的過程中動量守恒根據(jù)動量守恒定律和機(jī)械能守恒,直接列式求解。
(3)小球到達(dá)最高點(diǎn)的過程中根據(jù)動能定理列式求解。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】關(guān)于合力與分力,下列說法正確的是(

A.合力的大小一定大于每個分力的大小

B.合力的大小至少大于其中的一個分力

C.合力的大小可以比兩個分力都大,也可以兩個分力都小

D.合力的大小不可能與其中的一個分力相等

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【題目】用天平測量磁場對電流作用力的示意圖如圖所示,虛線區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,輕質(zhì)線框懸掛在天平左盤下面,線框的一部分置于磁場中,此時天平平衡.現(xiàn)在線框中通以圖示方向的電流I,同時在右盤中加入一定量的砝碼,天平再次平衡.則磁場方向( 。

A.水平向左
B.豎直向下
C.垂直紙面向里
D.垂直紙面向外

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【題目】用細(xì)線懸吊著一個質(zhì)量為m的小球,使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,細(xì)線與豎直方向夾角為α,線長為L,如圖所示,下列說法中正確的是( )

A.小球受重力、拉力、向心力
B.小球受重力、拉力,兩者的合力提供向心力
C.小球受重力、拉力,拉力提供向心力
D.小球受重力、拉力,重力提供向心力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于元電荷的理解,下列說法正確的是( 。

A.元電荷就是電子

B.元電荷是表示跟一個電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量

C.元電荷就是質(zhì)子

D.物體所帶電量不一定是元電荷的整數(shù)倍

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【題目】某運(yùn)動員做跳傘運(yùn)動,他從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下,跳離飛機(jī)一段時間后打開降落傘做減速下落,他打開降落傘后的速度圖象如圖所示,已知人和降落傘的總質(zhì)量m=80kg,g取10m/s2 ,

(1)不計人所受的阻力,求打開降落傘前運(yùn)動員下落的高度?
(2)打開傘后傘所受阻力F1與速度v成正比,即F1=kv,求打開傘瞬間運(yùn)動員的加速度a的大小和方向?

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【題目】在xOy平面內(nèi),有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E(圖中未畫出),由A點(diǎn)斜射出一質(zhì)量為m , 帶電荷量為+q的粒子,BC是粒子運(yùn)動軌跡上的兩點(diǎn),如圖所示,其中l0為常數(shù)。粒子所受重力忽略不計。求:

(1)粒子從AC過程中電場力對它做的功;
(2)粒子從AC過程所經(jīng)歷的時間;
(3)粒子經(jīng)過C點(diǎn)時的速率。

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【題目】某同學(xué)設(shè)計了一個用打點(diǎn)計時器動量守恒定律的實驗:在小車A的前端粘有橡皮泥,推動小車A使之做勻速運(yùn)動,然后與原來靜止在前方的小車A相碰并黏合成一體,繼續(xù)做勻速運(yùn)動.他設(shè)計的具體裝置如圖1所示,在小車A后連著紙帶,電磁打點(diǎn)計時器電源頻率為50Hz,長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力.(此小題數(shù)據(jù)處理結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

已測得小車A的質(zhì)量m1=0.40kg , 小車A的質(zhì)量m2=0.20kg . 由以上測量結(jié)果(如圖2)可得:碰前總動量=kgm/s;碰后總動量=kgm/s , 故動量守恒定律得到驗證.

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【題目】已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的萬有引力為零,假設(shè)地球是質(zhì)量分布均勻的球體,如圖若在地球內(nèi)挖一球形內(nèi)切空腔,有一小球自切點(diǎn)A自由釋放,則小球在球形空腔內(nèi)將做( )

A.勻速直線運(yùn)動
B.加速度越來越大的直線運(yùn)動
C.勻加速直線運(yùn)動
D.加速度越來越小的直線運(yùn)動

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