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(14分)如图所示,弧形轨道的下端与半径为R的圆轨道平滑连接。现在使小球从弧形轨道上端距地面2R的A点由静止滑下,进人圆轨道后沿圆轨道运动,轨道摩擦不计。

试求:
(1)小球到达圆轨道最低点B时的速度大小;
(2)小球在最低点B时对轨道的压力大小;
(3)小球在某高处脱离圆轨道后能到达的最大高度。
(1)(2)(3)

试题分析:⑴小球从A到B的过程中,由动能定理得
             2分
             1分  
⑵在B点,由牛顿第二定律得
           2分  
            1分  
⑶根据机械能守恒,小球不可能到达圆周最高点,但在圆心一下的圆弧部分速度不等0,弹力不等于0,小球不会离开轨道。设小球在C点(OC与竖直方向的夹角为)脱离圆轨道,则在C点轨道弹力为0有
                2分
小球从A到C的过程中,由机械能守恒定律得
           2分
由③④得:

离开C点后做斜上抛运动,水平分速度
设小球离开圆轨道后能到达的最大高度h处为D点,则D点的速度即水平方向大小等于从A到D点的过程中由机械能守恒定律得
           3分
解得:                  1分 
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,A、B两球质量相等,A球用不能伸长的轻绳系于O点,B球用轻弹簧系于O′点,O与O′点在同一水平面上.分别将A、B球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上, 则(    )

A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等
B.两球到达各自悬点的正下方时,A球动能较大
C.两球到达各自悬点的正下方时,B球动能较大
D.两球到达各自悬点的正下方时,A球损失的重力势能较多

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

两个质量分别为的小滑块A、B和一根轻质短弹簧,弹簧的一端与小滑块A粘连,另一端与小滑块B接触而不粘连.现使小滑块A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧,处于锁定状态,一起以速度在水平面上做匀速直线运动,如题8图所示.一段时间后,突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失),两滑块仍沿水平面做直线运动,两滑块在水平面分离后,小滑块B冲上斜面的高度为.斜面倾角,小滑块与斜面间的动摩擦因数为,水平面与斜面圆滑连接.重力加速度.求:(提示:

(1)A、B滑块分离时,B滑块的速度大小.
(2)解除锁定前弹簧的弹性势能.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。质量m=0.l0kg的小球与水平地面之间的动摩擦因数为μ=0.3,小球以初速度v0="7.0" m/s在水平地面上向左运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点,取重力加速度g="10" m/s2,求:

(1)小球进入圆轨道通过A点时对轨道的压力;
(2)小球经过B点时速度;
(3)A、C间的距离;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在静电场中将一个带电量为的点电荷由a点移动到b点,已知a、b两点间的电势差。在此过程中,除电场力外,其他力做的功为,则该点电荷的动能
A.增加了B.减少了
C.增加了D.减少了

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)《愤怒的小鸟》是一款时下非常流行的游戏,故事也相当有趣,如图甲,为了报复偷走鸟蛋的肥猪们,鸟儿以自己的身体为武器,如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设;小鸟被弹弓沿水平方向弹出,如图乙所示。(取重力加速度g=10 m/s2)

(1)若h1=3.6 m,l1=2.4 m,h2=1.8 m,要使小鸟飞出能直接打中肥猪的堡垒,小鸟飞出去的初速度应多大?
(2)如果小鸟弹出后,先掉到平台上(此时小鸟距抛出点的水平距离为l2),接触平台瞬间竖直速度变为零,水平速度不变,小鸟在平台上滑行一段距离后,若要打中肥猪的堡垒,小鸟和平台间的动摩擦因数μ与小鸟弹出时的初速度v0应满足什么关系(用题中所给的符号h1、l1、h2、l2、g表示)?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,一根长为1.8m,可绕轴在竖直平面内无摩擦转动的细杆AB,两端分别固定质量1kg相等的两个球,已知OB=0.6m。现由水平位置自由释放,求:

(1)轻杆转到竖直位置时两球的速度?
(2)轻杆转到竖直位置时轴O受到杆的力是多大?
(3)求在从A到A’的过程轻杆对A球做的功?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,一质量的足够长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板,B的右端距挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量,以初速度从B的左端水平滑上B.已知A与B间的动摩擦因数,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.求:

(1)B与竖直挡板相碰前的速度是多少?
(2)若题干中的S可以任意改变(S不能为零)大小,要使B第一次碰墙后,AB系统动量为零,S的大小是多少?
(3)若要求B与墙碰撞两次,B的右端距挡板S应该满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(15分)如图所示,是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施,轨道CD部分粗糙,μ=0.1,其余均光滑。第一个圆管轨道的半径R=4m,第二个圆管轨道的半径r=3.6m。一挑战者质量m=60kg,沿斜面轨道滑下,滑入第一个圆管形轨道(假设转折处无能量损失),挑战者到达A、B两处最高点时刚好对管壁无压力,然后从平台上飞入水池内,水面离轨道的距离h=1m。g取10 m/s2,管的内径忽略不计,人可视为质点。

求:(1)挑战者若能完成上述过程,则他应从离水平轨道多高的地方开始下滑?(2)CD部分的长度是多少?(3)挑战者入水时速度的大小和方向?

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