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如图所示,一条不可伸缩的轻绳长为l,一端用手握着,另一端系一个小球,今使手握的一...

如图所示,一条不可伸缩的轻绳长为l,一端用手握着,另一端系一个小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为r的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动.若人手提供的功率恒为P,求:

(1)小球做圆周运动的线速度大小;

(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.

 

(1)ω(2)P/ω 【解析】(1)小球的角速度与手转动的角速度必定相等均为ω.设小球做圆周运动的半径为r,线速度为v.由几何关系得r=,v=ωr, 解得v=ω. (2)设手对绳的拉力为F,手的线速度为v,由功率公式得P=Fv=FωR, ∴ . 小球的受力情况如图所示,因为小球做匀速圆周运动,所以切向合力为零,即 Fsinθ=f,其中sinθ=R/, 解得:  
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考点分析:
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如图所示,质量为0.3kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为0.1kg的小球B,车旁有一支架被固定在轨道上,支架上O点悬挂一个质量仍为0.1kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为0.2m.当两球静止时刚好相切,两球心位于同一水平线上,两条悬线竖直并相互平行.若将A球向左拉到图中的虚线所示的位置后从静止释放,与B球发生碰撞,如果碰撞过程中无机械能损失,求碰撞后B球上升的最大高度和小车所能获得的最大速度.

 

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如图所示,一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=04,开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反.平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端.(取g=10m/s2)求:

1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.

2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v

3)为使滑块始终不会滑到平板车右端,平板车至少多长?

 

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如图所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道,两轨道恰好相切于B点。质量为M的小木块静止在O点,一颗质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均看成质点)。

求子弹射入木块前的速度。

若每当小木块返回到O点或停止在O点时,立即有一颗相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?

 

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在光滑的水平面上停放着一辆质量为M的小车,质量为m的物体与一轻弹簧固定相连,弹簧的另一端与小车左端固定连接,将弹簧压缩后用细线将m栓住,m静止在小车上的A点,如图所示.设m与M间的动摩擦因数为μ,O点为弹簧原长位置,将细线烧断后,m、M开始运动.

(1)当物体m位于O点左侧还是右侧,物体m的速度最大?简要说明理由.

(2)若物体m达到最大速度v1时,物体m已相对小车移动了距离s.求此时M的速度v2和这一过程中弹簧释放的弹性势能E

(3)判断m与M的最终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动?并简要说明理由.

 

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一平直长木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v0和v0的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板,如图所示.设A、B两小物块与长木板C间的动摩擦因数均为μ,A、B、C三者质量相等.

①若A、B两小物块不发生碰撞,则由开始滑上C到静止在C上止,B通过的总路程是多大?经过的时间多长?

②为使A、B两小物块不发生碰撞,长木板C的长度至少多大?

 

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