(14分)如圖所示,半徑R=0.8 m的光滑圓弧軌道固定在水平地面上,O為該圓弧的圓心,軌道上方的A處有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=1 kg的小物塊,小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進(jìn)入圓弧軌道.此后小物塊將沿圓弧軌道下滑,已知AO連線與水平方向的夾角θ=45°,在軌道末端C點(diǎn)緊靠一質(zhì)量M=3 kg的長木板,木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,g取10 m/s2.求:

(1)小物塊剛到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)要使小物塊不滑出長木板,木板長度L至少為多少?
(1)4 m/s (2)50N,方向豎直向下  (3)4m

試題分析:(1)小物塊從A到C,根據(jù)機(jī)械能守恒有:
mg×2R=mv,解得vC=4 m/s.
(2)小物塊剛要到C點(diǎn),由牛頓第二定律有:
FN-mg=mv/R,解得FN=50 N.
由牛頓第三定律,小物塊對(duì)C點(diǎn)的壓力FN′=50 N,方向豎直向下.
(3)設(shè)小物塊剛滑到木板右端時(shí)達(dá)到共同速度,大小為v,小物塊在長木板上滑行過程中,小物塊與長木板的加速度分別為:am=μmg/m,aM=μmg/M
v=vC-amt
v=aMt
由能量守恒定律得:-μmgL= (M+m)v2mv
聯(lián)立解得: L=4 m.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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如圖,質(zhì)量為m的物體A放置在質(zhì)量為M的物體B上,B與彈簧相連,它們一起在光滑水平面上做簡諧振動(dòng),振動(dòng)過程中A、B之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng),設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,當(dāng)物體離開平衡位置的位移為x時(shí),A、B間摩擦力的大小等于

A.0           B.kx
C.()kx   D.()kx

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示為索道輸運(yùn)貨物的情景,已知傾斜的索道與水平方向的夾角θ=37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重物與車廂地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.30,當(dāng)載重車廂沿索道向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),重物與車廂仍然保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),重物對(duì)車廂內(nèi)水平地板的正壓力為其重力的1.15倍,那么這時(shí)重物對(duì)車廂地板的摩擦力大小為
A.0.35mgB.0.30mgC.0.23mgD.0.20mg

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(13分)如圖所示,傳送帶以一定速度沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng),將質(zhì)量m=1.0kg的小物塊輕輕放在傳送帶上的P點(diǎn),物塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后被水平拋出,小物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道下滑.B、C為圓弧的兩端點(diǎn),其連線水平,軌道最低點(diǎn)為O,已知圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ=106°,圓弧半徑R=1.0m,A點(diǎn)距水平面的高度h=0.8m,小物塊離開C點(diǎn)后恰好能無碰撞地沿固定斜面向上滑動(dòng),經(jīng)過 0.8s小物塊經(jīng)過D點(diǎn),已知小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=.(取sin53°=0.8,g=10m/s2)求:
 
(1)小物塊離開A點(diǎn)時(shí)的水平速度大;
(2)小物塊經(jīng)過O點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)它的支持力大。
(3)斜面上C、D間的距離.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

(2分) 如圖所示的裝置可以測量小車在水平路面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.該裝置是在車箱前、后壁各安裝一個(gè)壓力傳感器a和b,中間用兩根相同的輕質(zhì)彈簧壓著一個(gè)質(zhì)量為4.0kg的滑塊,滑塊可無摩擦滑動(dòng).小車靜止時(shí),傳感器a、b的讀數(shù)均為10N.若當(dāng)傳感器a的讀數(shù)為7N時(shí),小車運(yùn)動(dòng)加速度的方向是    (填“向左”或“向右”),加速度大小為     m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在光滑的軌道上,小球滑下經(jīng)過圓孤部分的最高點(diǎn)A?xí)r,恰好不脫離軌道,此時(shí)小球受到的作用力有( )
A.重力、彈力、和向心力B.重力和彈力
C.重力和向心力D.重力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

.如圖甲所示,一長絕緣木板靠在光滑豎直墻面上,質(zhì)量為m=1kg.木板右下方有一質(zhì)量為2m的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4,木板與滑塊處有恒定的風(fēng)力F=4mg,風(fēng)力方向水平向左,若電動(dòng)機(jī)通過一根絕緣繩拉動(dòng)滑塊(繩保持豎直),使之從地面由靜止開始勻加速向上移動(dòng),當(dāng)滑塊與木板分離時(shí)(如圖乙所示),滑塊的速度大小為v=8m/s,此過程中電動(dòng)機(jī)對(duì)滑塊做的功為W0=136J(重力加速度為g=10m/s2).

(1)求當(dāng)滑塊與木板分離時(shí),滑塊離地面的高度h;
(2)滑塊與木板分離前,木板運(yùn)動(dòng)的加速度大小a;
(3)求滑塊開始運(yùn)動(dòng)到與木板分離的過程中摩擦力對(duì)木板所做的功W.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

2008年9月28日傍晚我國自行研制的神舟七號(hào)載人飛船經(jīng)歷68個(gè)多小時(shí)的太空飛行,在預(yù)定軌道繞地球飛行45圈后成功返回。設(shè) “神舟”七號(hào)載人飛船在圓軌道上繞地球運(yùn)行n圈所用的時(shí)間為t,若地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,求:
(1)飛船的圓軌道離地面的高度;
(2)飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,AB為固定在豎直平面內(nèi)粗糙傾斜軌道,BC為光滑水平軌道,CD為固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,且AB與BC通過一小段光滑弧形軌道相連,BC與弧CD相切。已知AB長為L=10m,傾角θ=37°,BC長s=4m,CD弧的半徑為R=2m,O為其圓心,∠COD=143°。整個(gè)裝置處在水平向左的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度大小為E=1×103N/C。一質(zhì)量為m=0.4kg、電荷量為q=" +3×10" -3C的物體從A點(diǎn)以初速度vA=15m/s沿AB軌道開始運(yùn)動(dòng)。若物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,物體運(yùn)動(dòng)過程中電荷量不變。求:

(1)物體在AB軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),重力和電場力對(duì)物體所做的總功;
(2)物體到達(dá)B點(diǎn)的速度;
(3)通過計(jì)算說明物體能否到達(dá)D點(diǎn)。

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