练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L＝3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，AB、CD与两圆弧形轨道相切，BQC的半径为r＝1m，APD的半径为R=2m，O2A、O1B与竖直方向的夹角均为q＝37°。现有一质量为m＝1kg的小球穿在滑轨上，以Ek0的初动能从B点开始沿AB向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ＝，设小球经过轨道连接处均无能量损失。（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

    （1）要使小球能够通过弧形轨道APD的最高点，初动能EK0至少多大？

    （2）求小球第二次到达D点时的动能；

    （3）小球在CD段上运动的总路程。（第（2）（3）两问中的EK0取第（1）问中的数值）

     

    【答案】

    （1）30J（2）（3）9.78m

    【解析】

    试题分析：（1）小球至少需要越过弧形轨道APD的最高点，根据动能定理：

    ……（2分） 

    代入 解得Ek0＝30J…………（2分）

    （2）从B点出发到小球第一次回到B点的过程中，根据动能定理：

    ……（1分） 解得：EkB= 12J

    小球沿AB向上运动到最高点，距离B点为s，则有：EkB=mmgscosq+mgssinq，……（2分）

    解得s="18/13" （m）…（1分）

    小球继续向下运动，当小球第二次到达D点时动能为EKD，

    ……（1分）

    解得：J ……（2分）

    （3）小球第二次到D点后还剩12.6J的能量，沿DP弧上升后再返回DC段，到C点只剩下2.6J的能量。因此小球无法继续上升到B点，滑到BQC某处后开始下滑，之后受摩擦力作用，小球最终停在CD上的某点。（1分）

    由动能定理：…………（2分）解得：s1＝3.78m

    小球通过CD段的总路程为S总＝2L＋s＝9.78m…………（1分）

    考点：考查了动能定理的应用

    点评：一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究．圆周运动问题关键要通过受力分析找出向心力的来源列出等式解决问题．

     

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?江苏模拟）如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中水平直轨AB与倾斜直轨CD长均为L=6m，圆弧形轨道AQC和BPD均光滑，AQC的半径为r=1m，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2D、O1C与竖直方向的夹角均为θ=37°．现有一质量为m=1kg的小球穿在滑轨上，以Ek0=24J的初动能从B点开始水平向左运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=
    16
    ，设小球经过轨道连接处均无能量损失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
    （1）小球第一次回到B点时的速度大小；
    （2）小球第二次到达C点时的动能；
    （3）小球在CD段上运动的总路程．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?上海模拟）如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L=3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，BQC的半径为r=1m，APD的半径为R=2m，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2A、O1B与竖直方向的夹角均为θ=37°．现有一质量为m=1kg的小球穿在滑轨上，以Ek0的初动能从B点开始沿AB向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=
    13
    ，设小球经过轨道连接处均无能量损失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
    （1）要使小球完成一周运动回到B点，初动能EK0至少多大？
    （2）若以题（1）中求得的最小初动能EK0从B点向上运动，求小球第二次到达D点时的动能；
    （3）若以题（1）中求得的最小初动能EK0从B点向上运动，求小球在CD段上运动的总路程．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置图，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中水平直轨AB与倾斜直轨CD两者的长L均为6m，圆弧形轨道AQC和BPD均光滑，AQC的半径r=1m，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2D、O1C与竖直方向的夹角θ均为37°．现有一质量m=1kg的小球穿在滑轨上，以30J的初动能Ek0从B点开始水平向右运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因素μ均为
    16
    ，设小球经过轨道连接处无能量损失．（g=10m/s2，sin37°=0.6，
    cos37°=0.8）求：
    （1）小球第二次到达A点时的动能．
    （2）小球在CD段上运动的总路程．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L=3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，BQC的半径为r=1m，APD的半径为R=2m，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2A、O1B与竖直方向的夹角均为θ=37°．现有一质量为m=1kg的小球穿在滑轨上，以初动能Ek0从B点开始沿BA向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=
    13
    ，设小球经过轨道连接处均无能量损失．求：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
    （1）要使小球完成一周运动回到B点，求初动能EK0至少多大；
    （2）若小球以第一问Ek0数值从B出发，求小球第二次到达D点时的动能及小球在CD段上运动的总路程．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?浙江模拟）如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L=3m，圆弧形轨道APD和BQC均光滑，BQC的半径为r=1m，APD的半径为R，AB、CD与两圆弧形轨道相切，O2A、O1B与竖直方向的夹角均为θ=370．现有一质量为m=1kg的小环穿在滑轨上，以某一初速度从B点开始沿AB向上运动，并恰能通过滑轨最高点．设小环与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=
    1
    3
    ，经过轨道连接
    处均无能量损失．（g=
    10m
    s2
    ，sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin18.5°=0.32，cos18.5°=0.95，tan18.5°=
    1
    3
    ，cot18.5°=3）求：
    （1）小球的初速度v0；
    （2）小球第一次到达圆弧C点时对轨道的压力；
    （3）小球最后停在何处．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案