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如图,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接,...

如图,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CDC处平滑连接,O为圆弧轨道ABC的圆心,B点为圆弧轨道的最低点,半径OA、OCOB的夹角分别为53°37°,将一个质量m=1.0kg的物体(视为质点)从A点左侧高为h=0.8m处的P点水平抛出,恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道,已知物体与轨道CD间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)物体水平抛出时的初速度大小

(2)物体经过B点时受圆弧轨道支持力大小

(3)物体在轨道CD上向上运动的最大距离x。

 

(1) (2)3N(3) 【解析】 (1)物体做平抛运动,由自由落体运动的规律求出物体落在A时的竖直分速度,然后应用运动的合成与分解求出物体的初速度大小v0. (2)通过计算分析清楚物体的运动过程,由能量守恒定律求出物体在B点的速度,然后又牛顿第二定律求出物体对圆弧轨道压力大小FN; (3)先由机械能守恒求出物体在C点的速度,然后由动能定理即可求解. (1)物体在抛出后竖直方向做自由落体运动,竖直方向: 物体恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道,则:=tan53° 得: (2)物体到达A点的速度: A到B的过程中机械能守恒,得:mv2+mgR(1−cos53°)=mvB2 物体在B点受到的支持力与重力的合力提供向心力,则:FN−mg= 得:FN=3N; (3)B到C的过程中机械能守恒,得:mvC2+mgR(1−cos37°)=mvB2 得:vC=m/s 物体在斜面CD上受到的摩擦力:f=μmgcos37°=0.5×1.0×10×0.8N=4N 设物体在轨道CD上运动的距离x,则:−fx−mg•xsin37°=0−mvC2 解得:x=1.45m;  
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考点分析:
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如图所示,半径为R的光滑圆周轨道AB固定在竖直平面内,O为圆心,OA与水平方向的夹角为30°,OB在竖直方向。一个可视为质点的小球从O点正上方某处以某一水平初速度向右抛出,小球恰好能无碰撞地从A点进入圆轨道内侧,此后沿圆轨道运动到达B点。已知重力加速度为g,求:

(1)小球初速度的大小;

(2)小球运动到B点时对圆轨道压力的大小。

 

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如图所示,物块A的质量为M,将A按住静止于地面,物块B、C的质量都是m,并都可看作质点,且m<M<2m。三物块用细线通过滑轮连接,物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物块A释放,若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。求:

(1)物块A上升过程中的最大速度;

(2)物块A上升的最大高度。

 

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如图所示,轻绳绕过定滑轮,一端连接物块A,另一端连接在滑环C上,物块A的下端用弹簧与放在地面上的物块B连接,A、B两物块的质量均为m,滑环C的质量为M,开始时绳连接滑环C部分处于水平,绳刚好拉直且无弹力,滑轮到杆的距离为L,控制滑块C,使其沿杆缓慢下滑,当C下滑L时,释放滑环C,结果滑环C刚好处于静止,此时B刚好要离开地面,不计一切摩擦,重力加速度为g。

(1)求弹簧的劲度系数;

(2)若由静止释放滑环C,求当物块B刚好要离开地面时,滑环C的速度大小。

 

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如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处),下列说法正确的是(重力加速度为g)(      )

A. 环与重物组成的系统机械能守恒

B. 小环到达B处时,重物上升的高度也为d

C. 小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于

D. 小环在B处的速度时,环的速度为

 

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如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点,质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b滑上粗糙水平面,圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c点停止.若圆弧轨道半径为R,物块与水平面间的动摩擦因数为 ,下列说法正确的是:      (      )

A. 物块滑到b点时的速度为

B. 物块滑到b点时对b点的压力是3mg

C. c点与b点的距离为

D. 整个过程中物块机械能损失了mgR

 

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