如圖所示，質(zhì)量M＝2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過長(zhǎng)L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0="4" m/s，g取10m/s2。

（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力大小和方向。
（2）若解除對(duì)滑塊的鎖定，試求小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小。
（3）在滿足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離。
（1）2N（2）2m/s（3）
（1）設(shè)小球能通過最高點(diǎn)，且此時(shí)的速度為，在上升過程中，因只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒。則
 ①      
   ②
設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，輕桿對(duì)小球的作用力為F，方向向下，則      ③
由②③式，得    ④
由牛頓第三定律可知，小球?qū)p桿的作用力大小為，方向豎直向上。
（2）解除鎖定后，設(shè)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為，此時(shí)滑塊的速度為V。在上升過程中，因系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，水平方向的動(dòng)量守恒。以水平向右的方向?yàn)檎较�，�?br />      ⑤      
在上升過程中，因只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則
     ⑥
由⑤⑥式，得           ⑦
（3）設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為，滑塊向左移動(dòng)的距離為，任意時(shí)刻小球的水平速度大小為，滑塊的速度大小為。由系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒，得         ⑧
將⑧式兩邊同乘以，得 ⑨
因⑨式對(duì)任意時(shí)刻附近的微小間隔都成立，累積相加后，有     ⑩
又      
由⑩式得        
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖5-7-10所示，光滑桿偏離豎直方向的夾角為，桿以O為支點(diǎn)繞豎直線旋轉(zhuǎn).質(zhì)量為m的小環(huán)套在桿上可沿桿滑動(dòng)，當(dāng)桿的角速度為ω1時(shí)，小環(huán)旋轉(zhuǎn)平面在A處；當(dāng)桿角速度為ω2時(shí)，小環(huán)旋轉(zhuǎn)平面在B處，設(shè)環(huán)在A、B兩處對(duì)桿的壓力分別為N1、N2.則有（　�。�

圖5-7-10
A．N1>N2B．N1=N2
C．ω1<ω2D．ω1>ω2

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在水平圓盤上，沿半徑方向放置用細(xì)線相連的兩物體A和B，它們與圓盤間的摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加大到兩物體剛要發(fā)生滑動(dòng)時(shí)燒斷細(xì)線，則兩個(gè)物體將要發(fā)生的運(yùn)動(dòng)情況是

A．兩物體仍隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)
B．只有A仍隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)
C．兩物體均滑半徑方向滑動(dòng)，A靠近圓心、B遠(yuǎn)離圓心
D．兩物體均滑半徑方向滑動(dòng)，A、B都遠(yuǎn)離圓心

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，光滑軌道LMNPQMK固定在水平地面上，軌道平面在豎直面內(nèi)，MNPQM是半徑為R的圓形軌道，軌道LM與圓形軌道MNPQM在M點(diǎn)相切，軌道MK與圓形軌道MNPQM在M點(diǎn)相切，b點(diǎn)、P點(diǎn)在同一水平面上，K點(diǎn)位置比P點(diǎn)低，b點(diǎn)離地高度為2R，a點(diǎn)離地高度為2.5R。若將一個(gè)質(zhì)量為m的小球從左側(cè)軌道上不同位置由靜止釋放，關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況，以下說(shuō)法中正確的是
A．若將小球從LM軌道上a點(diǎn)由靜止釋放，小球一定能沿軌道運(yùn)動(dòng)到K點(diǎn)
B．若將小球從LM軌道上b點(diǎn)由靜止釋放，小球一定能沿軌道運(yùn)動(dòng)到K點(diǎn)
C．若將小球從LM軌道上a、b點(diǎn)之間任一位置由靜止釋放，小球一定能沿軌道運(yùn)動(dòng)到K點(diǎn)
D．若將小球從LM軌道上a點(diǎn)以上任一位置由靜止釋放，小球沿軌道運(yùn)動(dòng)到K點(diǎn)后做斜上拋運(yùn)動(dòng)，小球做斜上拋運(yùn)動(dòng)時(shí)距離地面的最大高度一定小于由靜止釋放時(shí)的高度

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)桿的一端固定一質(zhì)量為m的小球，整個(gè)系統(tǒng)繞桿的另一端在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，且小球恰能過最高點(diǎn)。已知重力加速度為g，細(xì)桿的質(zhì)量不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是   
A．小球過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為
B．小球過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為
C．小球過最低點(diǎn)時(shí)受到桿的拉力大小為5mg
D．小球過最高點(diǎn)時(shí)受到桿的支持力為零

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒，其軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)。有一質(zhì)量為m的小球A緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，筒口半徑和筒高分別為R和H，小球A所在的高度為筒高的一半。已知重力加速度為，則
A．小球A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度
B．小球A受到重力、支持力和向心力三個(gè)力作用
C．小球A受到的合力大小為
D．小球A受到的合力方向垂直筒壁斜向上

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，汽車從拱形橋頂點(diǎn)A勻速率運(yùn)動(dòng)到橋的B點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是 
A．汽車在A點(diǎn)處于平衡態(tài)
B．機(jī)械能在減小
C．A到B重力的瞬時(shí)功率恒定
D．汽車在A處對(duì)坡頂?shù)膲毫Φ扔谄渲亓?/td>

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

輕桿一端固定在光滑水平軸O上，另一端固定一質(zhì)量為m的小球，如圖所示.給小球一初速度，使其在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，且剛好能通過最高點(diǎn)P，下列說(shuō)法正確的是(      )
A．小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的作用力為零
B．小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的作用力為mg
C．若增大小球的初速度,則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力一定增大
D．若增大小球的初速度,則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力可能為零

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

2010年2月16日，在加拿大城市溫哥華舉行的第二十一屆冬奧會(huì)花樣滑冰雙人自由滑比賽落下帷幕，中國(guó)選手申雪、趙宏博獲得冠軍．如圖所示，趙宏博以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若趙宏博的轉(zhuǎn)速為30 r/min，手臂與豎直方向的夾角為60°，申雪的質(zhì)量是50 kg，則下列說(shuō)法正確的是
A．申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為π rad/s
B．申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為π/2 rad/s
C．趙宏博手臂拉力約是850 N
D．趙宏博手臂拉力約是1000 N

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同步練習(xí)冊(cè)答案