(14分)如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛小車，左側(cè)靠在豎直墻壁上，小車的四分之一圓弧軌道AB是光滑的，在最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切，圓弧半徑為R，BC的長度是圓弧半徑的10倍，整個軌道處于同一豎直平面內(nèi)�？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊從A點(diǎn)正上方某處無初速下落，恰好落入小車圓弧軌道滑動，然后沿水平軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出。已知物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時對軌道的壓力是物塊重力的9倍，小車的質(zhì)量是物塊的3倍，物塊與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3。不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時的能量損失。求：

（1）物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的幾倍；

（2）物塊在小車上由B運(yùn)動到C的過程中小車相對于地面的位移是多少？

 

解：（1）設(shè)物塊的質(zhì)量為m，其開始下落處的位置距BC的豎直高度為h，到達(dá)B點(diǎn)時的速度為v，小車圓弧軌道半徑為R。由機(jī)械能守恒定律，有：

mgh=mv2                     （1）              （3分）

根據(jù)牛頓第二定律，有：

9mg－mg=m                   （2）              （3分）

解得h=4R                                         （1分）

則物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍。

（2）設(shè)物塊與BC間的滑動摩擦力的大小為μmg ，物塊滑到C點(diǎn)時與小車的共同速度為v'，

物塊在小車上由B運(yùn)動到C的過程中小車對地面的位移大小為s。依題意，小車的質(zhì)量為3m，BC長度為10R。

對物塊、小車分別應(yīng)用動能定理，有

－μmg (10R+ s)=mv/2 －mv2                  （3）      （3分）

            μmgs=(3m)v/2－0                            （4）     （3分）

解得s = 2.5R                                                （1分）

解析:略

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（本題14分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點(diǎn)，D為軌道的最高點(diǎn)，整個軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時撤去力F，小物塊剛好能到達(dá)D點(diǎn)，試求：(g=10m/s2)

（1）撤去F時小物塊的速度大��；

（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2014屆貴州貴陽北京師范大學(xué)貴陽附屬中學(xué)高三上第一次月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

(14分）如圖所示，質(zhì)量M=0.2kg的長板靜止在水平地面上，與地面間動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，另一質(zhì)量m=0.1kg的帶正電小滑塊以v0=8m/s初速滑上長木板，滑塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ2＝0.5，小滑塊帶電量為q＝2×10－3C，整個運(yùn)動過程始終處于水平向右的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度E＝1×102N/C，（m/s2）求：

（1）剛開始時小滑塊和長板的加速度大小各為多少.

（2）小滑塊最后停在距木板左端多遠(yuǎn)的位置.

（3）整個運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量.

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年上海市奉賢區(qū)高三11月調(diào)研測試物理試卷（解析版） 題型：計算題

(14分）如圖所示，高為0.3m的水平通道內(nèi)，有一個與之等高的質(zhì)量為M＝1.2kg表面光滑的立方體，長為L＝0.2m的輕桿下端用鉸鏈連接于O點(diǎn)，O點(diǎn)固定在水平地面上豎直擋板的底部（擋板的寬度可忽略），輕桿的上端連著質(zhì)量為m＝0.3kg的小球，小球靠在立方體左側(cè)。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

（1）為了使輕桿與水平地面夾角＝37°時立方體平衡且不動，作用在立方體上的水平推力F1應(yīng)為多大？

（2）若立方體在F2＝4.5N的水平推力作用下從上述位置由靜止開始向左運(yùn)動，則剛要與擋板相碰時其速度多大？

（3）立方體碰到擋板后即停止運(yùn)動，而輕桿帶著小球向左倒下碰地后反彈恰好能回到豎直位置，若小球與地面接觸的時間為t＝0.05s，則小球?qū)Φ孛娴钠骄鶝_擊力為多大？

（4）當(dāng)桿回到豎直位置時撤去F2，桿將靠在立方體左側(cè)漸漸向右倒下，最終立方體在通道內(nèi)的運(yùn)動速度多大？

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年江蘇省高三第一次質(zhì)量檢測物理試卷（解析版） 題型：計算題

（本小題14分）如圖所示為車站使用的水平傳送帶的模型，它的水平傳送帶的長度為L=8 m，傳送帶的皮帶輪的半徑均為R=0．2 m，傳送帶的上部距地面的高度為h=0．45 m，現(xiàn)有一個旅行包（視為質(zhì)點(diǎn)）以v0=10 m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶。已知旅行包與皮帶之間的動摩擦因數(shù)為 µ=0．6． （g取10 m/s2．）試討論下列問題：

（1）若傳送帶靜止，旅行包滑到B端時，人若沒有及時取下，旅行包將從B端滑落。則包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為多少?

（2）設(shè)皮帶輪順時針勻速轉(zhuǎn)動，并設(shè)水平傳送帶長度仍為8 m，旅行包滑上傳送帶的初速度恒為10 m/s。當(dāng)皮帶輪的角速度ω值在什么范圍內(nèi)，旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離始終為（1）中所求的水平距離?若皮帶輪的角速度ω1=40 rad/s，旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離又是多少?

（3）設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，在圖所示的坐標(biāo)系中畫出旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離s隨皮帶輪的角速度ω變化的圖象．

 

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科目：高中物理 來源：2013屆廣東省廣州市高二上學(xué)期期中考試物理卷 題型：選擇題

（本題14分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點(diǎn)，D為軌道的最高點(diǎn)，整個軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時撤去力F，小物塊剛好能到達(dá)D點(diǎn)，試求：(g=10m/s2)

（1）撤去F時小物塊的速度大�。�

（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

 

 

 

 

 

 

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