如圖所示,半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),其圓心角θ=106°,兩端點(diǎn)A、B連線(xiàn)水平,質(zhì)量為1㎏的小球自左側(cè)平臺(tái)上平拋后恰能無(wú)碰撞地從A點(diǎn)進(jìn)入圓形軌道并沿軌道下滑.已知平臺(tái)與AB連線(xiàn)高度差為h=0.8m(已知sin53°=0.8)
求:(1)小球平拋的初速度v0
(2)小球運(yùn)動(dòng)到圓弧最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力.
分析:(1)小球無(wú)碰撞進(jìn)入圓弧軌道,則小孩落到A點(diǎn)的速度方向沿A點(diǎn)的切線(xiàn)方向,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的高度求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,從而得知豎直方向上的分速度,對(duì)A點(diǎn)速度進(jìn)行分解,運(yùn)用平行四邊形定則求出小球的初速度.
(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度,結(jié)合牛頓第二定律求出支持力的大小,從而得出小球在最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力.
解答:解:(1)由于小球無(wú)碰撞進(jìn)入圓弧軌道,即小球落到A點(diǎn)時(shí)速度方向與A點(diǎn)切線(xiàn)平行,即:tana=
vY
VX
=
gt
v0
=tan53°

又由h=
1
2
gt2
得:
t=
2h
g
=0.4s

∴v0=gtcot53°=10×0.4×
3
4
m/s=3m/s
(2)設(shè)小球拋出后最低點(diǎn)速度為vx,由機(jī)械能守恒,則:
1
2
mvx2-
1
2
mv02=mg[h+R(1-cos53°)]

N-mg=
mvx2
R

解得:N=43N
由牛頓第三定律可得,小球?qū)壍赖膲毫?3N
答::(1)小球平拋的初速度v0為3m/s;
(2)小球運(yùn)動(dòng)到圓弧最低點(diǎn)O時(shí)對(duì)軌道的壓力為43N.
點(diǎn)評(píng):本題考查了平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)的綜合,運(yùn)用了機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)的合成等知識(shí),綜合性較強(qiáng),是一道好題.
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如圖所示,半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O的連線(xiàn)與水平方向間的夾角θ=37°,另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn).C點(diǎn)右側(cè)的水平路面上緊挨C點(diǎn)放置一木板,木板質(zhì)量M=1kg,上表面與C點(diǎn)等高.質(zhì)量m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中A點(diǎn)以v0=1.2m/s的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線(xiàn)方向進(jìn)入軌道.已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.2,木板與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.05,取g=10m/s2.試求:
(1)物塊經(jīng)過(guò)軌道上的C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小;
(2)若木板足夠長(zhǎng),請(qǐng)問(wèn)從開(kāi)始平拋至最終木板、物塊都靜止,整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的熱量是多少?

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如圖所示,半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個(gè)端點(diǎn)B和圓心O的連線(xiàn)與水平方向間的夾角θ=37°,另一端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn).C點(diǎn)右側(cè)的水平路面上緊挨C點(diǎn)放置一木板,木板質(zhì)量M=l kg,上表面與C點(diǎn)等高.質(zhì)量m=l kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中A點(diǎn)以v0=1.2m/s的速度水平拋出,恰好從軌道的B端沿切線(xiàn)方向進(jìn)入軌道.已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.2,木板與路面間的動(dòng)摩擦,因數(shù)μ2=0.05.sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2.試求:
(1)物塊經(jīng)過(guò)軌道上的C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)設(shè)木板受到的最大靜摩擦力跟滑動(dòng)摩擦力相等,則木板至少多長(zhǎng)才能使物塊不從木板上滑下?

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(1)若滑塊到達(dá)B端時(shí)撤去拉力F,求:滑塊沿弧形槽上升的最大高度;
(2)問(wèn)題(1)中的滑塊,從高點(diǎn)沿弧形槽再滑回B端時(shí),軌道對(duì)滑塊的支持力多大?
(3)若拉力F作用一段距離后撤去,滑塊到達(dá)光滑曲面某一高度而下滑時(shí),以a、b兩輪以    角速度ω=15rad/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),為使滑塊能在b輪最高點(diǎn)C離開(kāi)傳送帶飛出,則拉力F作用的最短距離需多大?
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科目:高中物理 來(lái)源:2010-2011學(xué)年山東省棗莊市高三(上)月考物理試卷(4月份)(解析版) 題型:解答題

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