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如图所示,竖直面内有一粗糙斜面AB,BCD部分是一个光滑的圆弧面,C为圆弧的最低点,AB正好是圆弧在B点的切线,圆心点O与A、D点在同一高度,∠OAB=37°,圆弧面的半径R=3.6 m,一小滑块质量m=5 kg,与AB斜面间的动摩擦因数μ=0.45,将滑块由A点静止释放,求在以后的运动中:(sin37°= 0.6,cos37°=0.8)
(1)滑块在AB段上运动的总路程;
(2)在滑块运动过程中,C点受到的压力的最大值和最小值。
解:(1)由于滑块在AB段受摩擦力作用,则滑块往复振荡的高度将越来越低,最终以B为最高点在光滑的圆弧段往复运动。设滑块在AB上运动的总路程为s
滑块在AB段上受摩擦力,f=μFN=μmgcosθ
从A点出发到最终以B点为最高点振荡,根据能量守恒有:△Ep=fs
即:mgRcosθ=fs
解得
(2)滑块第一次过C点时,速度最大,设为v1,分析受力知此时小球受轨道支持力最大,设在Fmax,从A到C,根据动能定理有:

根据受力以及向心力公式知:
联立两式并代入数据得:Fmax=102 N
当滑块以B为最高点往复运动的过程中过C点时速度最小,设v2,此时小球受轨道支持力也最小,设为Fmin
从B到C,根据动能定理有
根据受力及向心力公式有
联立两式并代入数据得:Fmin=70 N
根据牛顿第三定律可知C点受到的压力最大值为102N、 最小值为70N
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直面内有一绝缘轨道,AB部分是光滑的四分之一圆弧,圆弧半径R=0.5m,B处切线水平,BC部分为水平粗糙直轨道.有一个带负电的小滑块(可视为质点)从A点由静止开始下滑,运动到直轨道上的P处刚好停住.小滑块的质量m=1kg,带电量为q=-2.5×10-3C保持不变,滑块小轨道BC部分间的动摩擦因数为μ=0.2,整个空间存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为E=4.0×102N/C.(g=10m/s2
(1)求滑块到达B点瞬间的速度大小
(2)求滑块到达B点瞬间对轨道的压力大小.
(3)求BP间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,竖直面内有一个半径为R=0.2m的光滑半圆形轨道固定在地面上,水平地面与轨道相切于B点.小球以υ0=3m/s的速度从最低点B进入轨道,关于小球落地点和轨道最低点B的距离,某同学做如下计算:
设小球到最高点A时的速度为υ,由机械能守恒定律:
1
2
mυ02=mg×2R+
1
2
mυ2
v=
v
2
0
-4gR
=1米/秒
小球飞行时间:t=
4R
g
=
4×0.2
10
秒=0.283秒
落地点与B点的距离:S=vt=1×0.283米=0.283米
你认为该同学的结论是否正确?如果你认为正确,请定性说明理由;如果你认为不正确,也定性说明理由(不必算出正确结果).

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(2009?天津模拟)如图所示,竖直面内有一绝缘轨道,AB部分是光滑的四分之一圆弧,圆弧半径R=0.5m,B处切线水平,BC部分为水平粗糙直轨道.有一个带负电的小滑块(可视为质点)从A点由静止开始下滑,运动到直轨道上的P处刚好停住.小滑块的质量m=1kg,带电量为q=-2.5×10-3C保持不变,滑块小轨道BC部分间的动摩擦因数为μ=0.2,整个空间存在水平向右的匀强电场,电场强度大小为E=4.0×102N/C.(g=10m/s2
(1)求滑块到达B点前瞬间对轨道的压力大小.
(2)求BP间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,竖直面内有一粗糙斜面AB,BCD部分是一个光滑的圆弧面,C为圆弧的最低点,AB正好是圆弧在B点的切线,圈心点O与A、D点在同一高度,∠OAB=37°,圆弧面的半径R=3.6m,一小滑块质量m=5kg,与A斜面间的动摩擦因数μ=0.45,将滑块由A点静止释放,求在以后的运动中(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)滑块在AB段上运动的总路程;
(2)在滑块运动过程中,C点受到的压力的最大值和最小值.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,竖直面内有一个半圆形轨道,AB为水平直径,O为圆心,将一些半径远小于轨道半径的小球从A点以不同的初速度水平向右抛出,若不计空气阻力,在小球从抛出到碰到轨道这个过程中,下列说法正确的是(  )
A、初速度大的小球运动时间长B、小球落到落在半圆形轨道的瞬间,速度方向沿半径方向C、落在圆形轨道最低点的小球运动时间最长D、初速度不同的小球运动时间不可能相同

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