如圖所示,一半徑r=1m的圓盤水平放置,在其邊緣 E點(diǎn)固定一小桶(可視為質(zhì)點(diǎn))。在圓盤直徑 DE 的正上方平行放置一水平滑道BC ,滑道右端 C點(diǎn) 與圓盤圓心O在同一豎直線上,且豎直高度h =" 1.25" m。AB為一豎直面內(nèi)的光滑四分之一圓弧軌道,半徑R=0.45m,且與水平滑道相切與B點(diǎn)。一質(zhì)量m=0.2kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)滑塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí),圓盤從圖示位置以一定的角速度ω繞通過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),最終物塊由C 點(diǎn)水平拋出,恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi).已知滑塊與滑道 BC間的摩擦因數(shù)μ=0.2。(取g=10m/s2)求:

(1)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)受到的支持力NB的大。
(2)水平滑道 BC的長(zhǎng)度L;
(3)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足的條件。

(1)6N  (2)1.25m  (3)

解析試題分析:(1)沿光滑的四分之一圓弧從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中,只有重力做功,根據(jù)動(dòng)能定理,解得,B點(diǎn)為圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn),徑向合力提供向心力有,帶入計(jì)算。
(2)從C點(diǎn)離開水平軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)高度,水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),帶入計(jì)算得,物體從B點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過程中,有動(dòng)能定理得計(jì)算得
(3)當(dāng)滑塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí),小圓桶剛好在平拋軌跡上,要使物塊恰好落在圓桶內(nèi),那么平拋的時(shí)間剛好是整數(shù)倍個(gè)周期,也就是,那么
考點(diǎn):平拋運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng) 動(dòng)能定理

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,在豎直平面內(nèi),粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B點(diǎn),C點(diǎn)是最低點(diǎn),圓心角∠BOC=37°,D點(diǎn)與圓心O點(diǎn)等高,圓弧軌道半徑R=1.0 m,現(xiàn)在一個(gè)質(zhì)量為m=0.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體,從D點(diǎn)的正上方E點(diǎn)處自由下落,DE距離h=1.6 m,小物體與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2。求:
 
(1)小物體第一次通過C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小物體的支持力N的大小;
(2)要使小物體不從斜面頂端飛出,斜面的長(zhǎng)度LAB至少要多長(zhǎng);
(3)若斜面已經(jīng)滿足(2)要求,小物體從E點(diǎn)開始下落,直至最后在光滑圓弧軌道做周期性運(yùn)動(dòng),在此過程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(9分)如圖所示,用同樣材料制成的一個(gè)軌道,AB段為1/4圓弧,半徑為R=2m,水平放置的BC段長(zhǎng)度也為R,一小物塊質(zhì)量為m=1Kg,與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為µ=0.2,當(dāng)它從軌道頂端A由靜止下滑時(shí),恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,求物體在AB段克服摩擦力所做的功。(取g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

2013年1月9日以來,全國(guó)中東部地區(qū)陷入嚴(yán)重的霧霾和污染天氣中,中央氣象臺(tái)將大霧藍(lán)色預(yù)警升級(jí)至黃色預(yù)警,13日10時(shí)北京甚至發(fā)布了北京氣象史上首個(gè)霾橙色預(yù)警。霧霾天氣的形成既有氣象原因,也有污染排放原因。汽車尾氣排放也是其中罪魁禍?zhǔn)字。我?guó)政府現(xiàn)在大力提倡綠色出行,騎自行車就是一種低碳環(huán)保的出行方式。現(xiàn)有一人騎自行車上坡,坡長(zhǎng)200m,坡高10m,人和車的總質(zhì)量為100kg,人蹬車產(chǎn)生的牽引力為100N。若在坡底時(shí)車的速度大小v0=10m/s,到達(dá)坡頂速度大小vt=4m/s,若空氣阻力的影響忽略不計(jì),求:
(1)上坡過程中人克服摩擦阻力做了多少功?
(2)設(shè)自行車上坡過程所受摩擦阻力大小恒定不變,若人不蹬車,在坡底以v0=10m/s的初速度沖上坡,最多能在坡上行駛多遠(yuǎn)?(g取10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的繩子一端固定在O點(diǎn),另一端系質(zhì)量為m的小球,小球靜止在光滑水平面上,F(xiàn)用大小為F水平恒力作用在另一質(zhì)量為2m的物塊上,使其從靜止開始向右運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去該力,物塊與小球發(fā)生正碰后速度大小變?yōu)樵瓉淼囊话攵俣确较虿蛔,小球恰好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g,小球和物體均可視為質(zhì)點(diǎn),試求:

(1)小物塊碰撞前速度V0的大小;
(2)碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能;
(3)恒力F作用時(shí)間。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,粗糙水平軌道AB與豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道BDC在B處平滑連接,B、C分別為半圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),D為半圓軌道的最右端。一個(gè)質(zhì)量m的小物體P被一根細(xì)線拴住放在水平軌道上,細(xì)線的左端固定在豎直墻壁上。在墻壁和P之間夾一根被壓縮的輕彈簧,此時(shí)P到B點(diǎn)的距離為x0。物體P與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,半圓軌道半徑為R,F(xiàn)將細(xì)線剪斷,P被彈簧向右彈出后滑上半圓軌道,恰好能通過C點(diǎn)。試求:

(1)物體經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度的大?
(2)細(xì)線未剪斷時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能的大。
(3)物體經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)合力的大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng);金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響,求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大;
(2)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大小;
(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量m=0.5kg的小球,從距桌面h1 =1.2m高處的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn), 桌面高h(yuǎn)2=0.8m.以桌面為重力勢(shì)能的參考平面,下列說法正確的是(   )

A.小球在A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為6J B.小球在A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為10J
C.小球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為0 D.小球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為4J

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

生產(chǎn)、生活中使用的許多設(shè)備都可看作能量轉(zhuǎn)換器,它們把能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式.下列設(shè)備在工作過程中把電能主要轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的是

A.電風(fēng)扇B.發(fā)電機(jī)C.電磁爐D.電飯煲

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