如圖所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD兩部分組成,其中AB部分為光滑的圓弧,,圓弧的半徑R=O.5m,圓心0點(diǎn)在B點(diǎn)正上方;BD部分水平,長度為0. 2m,C為BD的中點(diǎn)。現(xiàn)有一質(zhì)量m=lkg,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋放,恰好能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。

(1)為使物塊恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,可以在物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后,對(duì)它施加一豎直向下的恒力F,F(xiàn)應(yīng)為多大?

(2)為使物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度為零,也可先將BD部分以B為軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)一銳角應(yīng)為多大?(假設(shè)B處有一小段的弧線平滑連接,物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)沒有能量損失)

(3)接上一問,求物塊在BD板上運(yùn)動(dòng)的總路程。


【知識(shí)點(diǎn)】 動(dòng)能定理的應(yīng)用;向心力.D2 D4

【答案解析】(1)10N;(2)37°;(3)0.25m.解析: :(1)設(shè)BD段長度為l,動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,研究物塊運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理:W=△EK
從A到D的過程中有:mgR(1-cos37°)-μmgl=0-0
從A到C恰好靜止的過程中有:mgR(1-cos37o)-μFN=0-0
又 BC段有:FN=F+mg
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:μ=0.5F=10N
(2)右圖中,從A到C的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:
mgR(1-cos37o)-mgsinθ-μFN=0-0
其中FN=mgcosθ   聯(lián)立解得:θ=37°
(3)物塊在C處速度減為零后,由于mgsinθ>μmgcosθ物塊將會(huì)下滑,而AB段光滑,故物塊將做往復(fù)運(yùn)動(dòng),直到停止在B點(diǎn).根據(jù)能量守恒定律有:
mgR(1-cos37°)=Q   而摩擦生熱為:Q=fsf=μmgcosθ
代入數(shù)據(jù)解得物塊在BD板上的總路程為:s=0.25m

【思路點(diǎn)撥】(1)先對(duì)從A到B過程根據(jù)機(jī)械能守恒定律或動(dòng)能定理,求出物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度;在B點(diǎn),由重力和支持力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式求解支持力,再由牛頓第三定律得到物塊對(duì)工件的壓力大小;(2)(3)先對(duì)A到D過程根據(jù)動(dòng)能定理列式,再對(duì)A到C過程根據(jù)動(dòng)能定理列式,最后聯(lián)立求解;本題是動(dòng)能定理的運(yùn)用問題,關(guān)鍵是選擇適當(dāng)?shù)倪^程運(yùn)用動(dòng)能定理列式,動(dòng)能定理適用于多過程問題,可以使問題簡化.

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:


關(guān)于兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與這兩個(gè)力的關(guān)系,正確的是

A.合力一定大于每個(gè)分力

B.合力一定小于每個(gè)分力

c.合力的大小可以等于其中一個(gè)分力的大小

D.兩個(gè)力的合力一定不等于零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


某高處釋放一石塊,經(jīng)過1S,從同一地點(diǎn)再釋放一石塊,在落地之前,兩石塊之間的距離(   )

A.保持不變    B.不斷增大    C.不斷減小    D.有時(shí)增大有時(shí)減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,直線MN是某電場中的一條電場線(方向未畫出)。虛線是一帶電的粒子只在電場力的作用下,由a運(yùn)動(dòng)到b的運(yùn)動(dòng)軌跡,軌跡為一拋物線。下列判斷正確的是 

    A.電場線MN的方向一定是由N指向M

    B.帶電粒子由a運(yùn)動(dòng)到b的過程中動(dòng)能不一定增加                       

    C.帶電粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在b點(diǎn)的電努能

    D.帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定大于在b點(diǎn)的加速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


以下關(guān)于天然放射現(xiàn)象,敘述正確的是   

    A.若使某放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將變短

    B.衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的

    C.鈾核衰變?yōu)殂U核的過程中,要經(jīng)過8次衰變和6次衰變

    D.按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),電子的動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大,原子的總能量不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖D、E、F、G為地面上水平間距相等的四點(diǎn),三個(gè)質(zhì)量相同的小球A、B、C分別在E、F、G的正上方不同高度處,以相同的水平初速度向左拋出,最后均落到D點(diǎn)。若不計(jì)空氣阻力,則可判斷A、B、C三個(gè)小球(         )

A.初始離地面的高度之比為1:2:3         

B.落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為1:2:3

C.落地時(shí)三個(gè)小球的速度大小之比為1:2:3

D.從拋出到落地過程中,動(dòng)能的變化量之比為1:2:3

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


對(duì)于繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體,描述轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量有角速度ω等物理量.類似加速度,角加速度β描述角速度ω的變化快慢,勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中β為一常量.下列說法正確的是(         )

A.β的定義式為          

B.在國際單位制中β的單位為

C.勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中某時(shí)刻的角速度為ω,經(jīng)過時(shí)間t后角速度為

D.勻變速轉(zhuǎn)動(dòng)中某時(shí)刻的角速度為ω,則時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


如右圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=10 V,內(nèi)阻r=0.5Ω,標(biāo)有“8 V,16 W”的燈泡恰好能正常發(fā)光,電動(dòng)機(jī)M繞組的電阻R0=1Ω,求:

(1)通過電源的電流;

(2)電源的輸出功率;

(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:


質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行,其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知月球質(zhì)量為M,月球半徑為R,月球表面重力加速度為g,引力常量為G,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響,則航天器的:

A.線速度                  B.角速度 

C.向心加速度               D.運(yùn)行周期

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案