精英家教網(wǎng)一輕質(zhì)細(xì)繩長L=0.5m,一端系一質(zhì)量為m=0.2kg的小球A,另一端套在光滑水平軸O上處于靜止,小球與水平地面接觸,但無相互作用,在球的左側(cè)固定一個光滑的斜面,斜面與水平面平滑連接,如圖所示.斜面底端到小球A的水平距離S=1.6m,水平地面的動摩擦因數(shù)μ=0.25.現(xiàn)有一滑塊B質(zhì)量也為m=0.2kg,放置在斜面上離水平面高為h處自由滑下與小球第一次發(fā)生彈性碰撞后,小球A恰好能夠在豎直平面內(nèi)做圓周運動.若不計空氣阻力,并將滑塊和小球A都視為質(zhì)點,g取10m/s2.求:
(1)滑塊B與小球A第一次碰后瞬間小球?qū)K子的拉力;
(2)釋放滑塊B的位置離水平面的高度h.
分析:(1)小球恰好通過最高點,根據(jù)重力等于向心力,可求出速度;小球從最低點到最高點過程機(jī)械能守恒,求出最低點速度,根據(jù)向心力公式求解繩子的拉力即可;
(2)碰撞過程速度交換,對滑塊下滑過程運用動能定理列式即可求解.
解答:解:(1)小球恰能完成一次完整的圓周運動,它到最高點的速度為v0,在最高點,僅有重力提供向心力,則有 
mg=m
v02
L

在小球從最低點運動到最高點的過程中,機(jī)械能守恒,并設(shè)小球在最低點速度為v,則又有
1
2
mv2=mg?2L+
1
2
mv02

解①②得v=5m/s
因此小球A與5m/s的速度開始做圓周運動,由繩的拉力T和小球重力的合力提供向心力,則
T-mg=m
v 2
L

解得T=12N
由牛頓第三定律得:小球?qū)K子的拉力為12N,方向豎直向下.
(2)因為質(zhì)量相等的兩個物體發(fā)生彈性碰撞后,速度互換,則B物體與A球碰撞前的速度v1=v=5m/s
對滑塊B,由動能定理得:
mgh-μmgs=
1
2
mv12

解得:h=1.65m
答:(1)滑塊B與小球A第一次碰后瞬間小球?qū)K子的拉力為12N,方向豎直向下;
(2)釋放滑塊B的位置離水平面的高度h為1.65m.
點評:本題主要考查了機(jī)械能守恒定律及動能定理的應(yīng)用,注意質(zhì)量相等的兩個物體發(fā)生彈性碰撞后,速度互換,難度適中.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量為m的小球B連接,另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量也為m的小物塊A連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi),與水平面的夾角θ=53°,直桿上C點與兩定滑輪在同一高度,C點到定滑輪O1的距離為L=1m,設(shè)直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰.現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放,(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)求:
(1)連接A的細(xì)繩與直桿恰垂直時小物塊A的速度大小v1;
(2)小物塊A在下滑距離為L時的速度大小v2
(3)小物塊A能下滑的最大距離sm

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量為m的小球B連接,另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量也為m的小物塊A連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi),與水平面的夾角θ=53°,直桿上C點與兩定滑輪在同一高度,C點到定滑輪O1的距離為L=1m,設(shè)直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰.現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放,(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)求:
(1)連接A的細(xì)繩與直桿恰垂直時小物塊A的速度大小v1
(2)小物塊A在下滑距離為L時的速度大小v2;
(3)小物塊A能下滑的最大距離sm
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年上海市徐匯區(qū)高三(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

如圖,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量為m的小球B連接,另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量也為m的小物塊A連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi),與水平面的夾角θ=53°,直桿上C點與兩定滑輪在同一高度,C點到定滑輪O1的距離為L=1m,設(shè)直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰.現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放,(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)求:
(1)連接A的細(xì)繩與直桿恰垂直時小物塊A的速度大小v1
(2)小物塊A在下滑距離為L時的速度大小v2;
(3)小物塊A能下滑的最大距離sm

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2012年四川省瀘州市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題

一輕質(zhì)細(xì)繩長L=0.5m,一端系一質(zhì)量為m=0.2kg的小球A,另一端套在光滑水平軸O上處于靜止,小球與水平地面接觸,但無相互作用,在球的左側(cè)固定一個光滑的斜面,斜面與水平面平滑連接,如圖所示.斜面底端到小球A的水平距離S=1.6m,水平地面的動摩擦因數(shù)μ=0.25.現(xiàn)有一滑塊B質(zhì)量也為m=0.2kg,放置在斜面上離水平面高為h處自由滑下與小球第一次發(fā)生彈性碰撞后,小球A恰好能夠在豎直平面內(nèi)做圓周運動.若不計空氣阻力,并將滑塊和小球A都視為質(zhì)點,g取10m/s2.求:
(1)滑塊B與小球A第一次碰后瞬間小球?qū)K子的拉力;
(2)釋放滑塊B的位置離水平面的高度h.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案