如圖12所示，光滑半圓弧軌道半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下，進(jìn)入與C點(diǎn)相切的粗糙水平軌道CM上。在水平軌道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰位于軌道的末端C點(diǎn)(此時(shí)彈簧處于自然狀態(tài))。若物塊運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大彈性勢(shì)能為Ep，且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點(diǎn)。已知物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，求：

圖12

(1)物塊離開彈簧剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力FN的大��；

(2)彈簧的最大壓縮量d；

(3)物塊從A處開始下滑時(shí)的初速度v0。


解析：(1)設(shè)物塊剛離開彈簧時(shí)速度為v1，恰通過B點(diǎn)時(shí)速度為v2，由題意可知：

mg＝m                                                    ①

在物塊由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，由機(jī)械能守恒定律得

mv12＝2mgR＋mv22                                      ②

解得v1＝                                             ③

又由牛頓第二定律得：F－mg＝m                   ④

所以F＝6mg                                                   ⑤

由牛頓第三定律可得物塊對(duì)軌道的壓力為6mg

(2)彈簧從壓縮到最短開始至物塊被彈離彈簧的過程中，由能量守恒可得mv12＋μmgd＝Ep                                                                             ⑥

聯(lián)立③⑥求解得d＝－                      ⑦

(3)物塊從A處下滑至彈簧被壓縮到最短的過程中

由能量守恒可得mv02＋mgR＝Ep＋μmgd           ⑧

聯(lián)立⑦⑧可得v0＝

答案：(1)6mg　(2)－　(3)


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：


                

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖5所示，已知物體與三塊材料不同的地毯間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ、2μ和3μ，三塊材料不同的地毯長(zhǎng)度均為l，并排鋪在水平地面上，該物體以一定的初速度v0從a點(diǎn)滑上第一塊，則物體恰好滑到第三塊的末尾d點(diǎn)停下來，物體在運(yùn)動(dòng)中地毯保持靜止，若讓物體從d點(diǎn)以相同的初速度水平向左運(yùn)動(dòng)，則物體運(yùn)動(dòng)到某一點(diǎn)時(shí)的速度大小與該物體向右運(yùn)動(dòng)到該位置的速度大小相等，則這一點(diǎn)是(　　)

圖5

A．a點(diǎn)                                                  B．b點(diǎn)

C．c點(diǎn)                                                  D．d點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖11所示，一半徑r＝0.2 m的1/4光滑圓弧形槽底端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為v0＝4 m/s，長(zhǎng)為L＝1.25 m，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，DEF為固定于豎直平面內(nèi)的一段內(nèi)壁光滑的中空方形細(xì)管，EF段被彎成以O為圓心、半徑R＝0.25 m的一小段圓弧，管的D端彎成與水平傳帶C端平滑相接，O點(diǎn)位于地面，OF連線豎直。一質(zhì)量為M＝0.2 kg的物塊a從圓弧頂端A點(diǎn)無初速滑下，滑到傳送帶上后做勻加速運(yùn)動(dòng)，過后滑塊被傳送帶送入管DEF，已知a物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，a橫截面略小于管中空部分的橫截面，重力加速度g取10 m/s2。求：

圖11

(1)滑塊a到達(dá)底端B時(shí)的速度大小vB；

(2)滑塊a剛到達(dá)管頂F點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁的壓力。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


游樂場(chǎng)中有一種叫“空中飛椅”的設(shè)施，其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上，繩子下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋，若將人和座椅看成質(zhì)點(diǎn)，簡(jiǎn)化為如圖7所示的模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，已知繩長(zhǎng)為l，質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d。讓轉(zhuǎn)盤由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后質(zhì)點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向的夾角為θ，不計(jì)空氣阻力及繩重，繩子不可伸長(zhǎng)，則質(zhì)點(diǎn)從靜止到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，繩子對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功為(　　)

圖7

A.mg(d＋lsin θ)tan θ＋mgl(1－cos θ)

B.mgd tan θ＋mgl(1－cos θ)

C.mg(d＋lsin θ)tan θ

D.mgdtan θ

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖3所示，以o為圓心的圓周上有六個(gè)等分點(diǎn)a、b、c、d、e、f。等量正、負(fù)點(diǎn)電荷分別放置在a、d兩處時(shí)，在圓心o處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E�，F(xiàn)改變a處點(diǎn)電荷的位置，使o點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度改變，下列敘述正確的是(　　)

圖3

A．移至c處，o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向沿oe

B．移至b處，o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半，方向沿od

C．移至e處，o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小減半，方向沿oc

D．移至f處，o處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向沿oe

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


用兩根長(zhǎng)度均為L的絕緣細(xì)線各系一個(gè)小球，并懸掛于同一點(diǎn)。已知兩小球質(zhì)量均為m，當(dāng)它們帶上等量同種電荷時(shí)，兩細(xì)線與豎直方向的夾角均為θ，如圖10所示。若已知靜電力常量為k，重力加速度為g。求：

圖10

(1)小球所受拉力的大�。�

(2)小球所帶的電荷量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


美國(guó)物理學(xué)家密立根通過研究平行板間懸浮不動(dòng)的帶電油滴，比較準(zhǔn)確地測(cè)定了電子的電荷量。如圖5所示，平行板電容器兩極板M、N相距d，兩極板分別與電壓為U的恒定電源兩極連接，極板M帶正電。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板中央處于靜止?fàn)顟B(tài)，且此時(shí)極板帶電荷量與油滴帶電荷量的比值為k，則(　　)

圖5

A．油滴帶正電

B．油滴帶電荷量為

C．電容器的電容為

D．將極板N向下緩慢移動(dòng)一小段距離，油滴將向上運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)在用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，打出的一條紙帶如圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電周期為0.02s，他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出，其中s1=7.06cm、s2=7.68m、s3=8.30cm、s4=8.92cm，那么打b點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小是　_________　m/s；紙帶加速度的大小是　_________　m/s2（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．

　

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案