14.( 14分)如圖所示,光滑軌道的DP段為水平軌道,PQ段為半徑是R的豎直半圓軌道,半圓軌道的下端與水平的軌道的右端相切于P點(diǎn)。一輕質(zhì)彈簧兩端分別固定質(zhì)量為2m的小球A和質(zhì)量為m的小球B,質(zhì)量為m小球C靠在B球的右側(cè)。現(xiàn)用外力作用在A和C上,彈簧被壓縮(彈簧仍在彈性限度仙)。這時(shí)三個(gè)小球均靜止于距離P端足夠遠(yuǎn)的水平軌道上。若撤去外力,C球恰好可運(yùn)動(dòng)到軌道的最高點(diǎn)Q。已知重力加速度為g .求撤去外力前的瞬間,彈簧的彈性勢(shì)能E是多少?

對(duì)A、B、C及彈簧組成的系統(tǒng),當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),設(shè)B、C共同速度大小為v0,A的速度大小為vA,由動(dòng)量守恒定律有:      ①   (3分)

即vA= v0

由系統(tǒng)能量守恒有E=?2mvA2+(m+m) v02                               (3分)

此后B、C分離,設(shè)C恰好運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)Q的速度為v,此過(guò)程C球機(jī)械能守恒:

mg?2R=mv02-mv2                                               ③   (3分)

   在最高點(diǎn)Q,由牛頓第二定律有:                      ④    (3分)

聯(lián)立方程①~④求得:E=10mgR                                        (5分)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)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(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)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(dòng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)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(shí)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(lái)源:2014屆貴州貴陽(yáng)北京師范大學(xué)貴陽(yáng)附屬中學(xué)高三上第一次月考物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,質(zhì)量M=0.2kg的長(zhǎng)板靜止在水平地面上,與地面間動(dòng)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(zhǎng)木板,滑塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5,小滑塊帶電量為q=2×103C,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×102N/C,(m/s2)求:

(1)剛開(kāi)始時(shí)小滑塊和長(zhǎng)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(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量.

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年上海市奉賢區(qū)高三11月調(diào)研測(cè)試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,高為0.3m的水平通道內(nèi),有一個(gè)與之等高的質(zhì)量為M=1.2kg表面光滑的立方體,長(zhǎng)為L(zhǎng)=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(shí)立方體平衡且不動(dòng),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(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),則剛要與擋板相碰時(shí)其速度多大?

(3)立方體碰到擋板后即停止運(yùn)動(dòng),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(shí)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(shí)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(dòng)速度多大?

 

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科目:高中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年江蘇省高三第一次質(zhì)量檢測(cè)物理試卷(解析版) 題型:計(jì)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(zhǎng)度為L(zhǎng)=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(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)為 µ=0.6. (g取10 m/s2.)試討論下列問(wèn)題:

(1)若傳送帶靜止,旅行包滑到B端時(shí),人若沒(méi)有及時(shí)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(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并設(shè)水平傳送帶長(zhǎng)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(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在圖所示的坐標(biāo)系中畫(huà)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(lái)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(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)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(dòng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)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(shí)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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