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(12分)如图所示,质量为m=1kg可看作质点的小球以一定初速度沿桌子边缘水平飞出,下落高度h=0.8m后恰好沿A点的切线方向进入竖直放置的半径R=1m的光滑圆轨道ABC,空气阻力不计,取g=10m/s2,sin53°=0.8,求:

(1)小球运动到A点时速度的大小
(2)小球对轨道B点的压力

(1)5m/s(2)43N ,方向竖直向下

解析试题分析:(1)小球从桌面到A的过程中,根据运动的分解,在竖直方向上有V2y=2gh  (2分)
根据几何关系知:sin530=Vy/VA (2分)
联立解得:VA=5m/s   (2分)
(2)小球从A到B根据动能定理得:
mgR(1—cos530)=mV2B/2—mV2A/2     (2分)
小球到B点时根据牛顿第二定律有:FN—mg=mV2/R   (2分)
有牛顿第三定律有对轨道的压力为FN= FN=43N   方向竖直向下  (2分)
考点:考查了运动的合成与分解,牛顿第二定律,动能定理

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

如图所示,水平放置的旋转平台上有一质量m=2kg的小物块,物块与转轴间系有一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧。当旋转平台转动的角速度ω在2rad/s至4rad/s之间时物块可与平台一起转动而无相对滑动,此时物块到转轴间的距离R=50cm。据此可判断平台表面__________,(选填“一定光滑”、“一定不光滑”或“光滑和不光滑均可能”);轻质弹簧的原长为________cm。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A,B两点,A,B两点间距也为L,今使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点的速率为v时,两段线中张力恰好均为零,若小球到达最高点速率为2v。则此时每段线中张力为多少?(重力加速度为g)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点平滑连接,导轨半径为R,一个质量m的小物块在A点以v0=3的速度向B点运动,如图所示, AB=4R,物块沿圆形轨道通过最高点C后做平抛运动,最后恰好落回出发点A。( g取10 m/s2),求:

(1) 物块在C点时的速度大小vC
(2) 物块在C点处对轨道的压力大小FN
(3) 物块从B到C过程阻力所做的功。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,让质量m=5.0kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆,摆至最低点B点时恰好绳被拉断。已知摆线长L=1.6m,悬点O与地面的距离OC=4.0m。若空气阻力不计,摆线被拉断瞬间小球的机械能无损失。(g取10 m/s2)求:

(1)摆线所能承受的最大拉力T;
(2)摆球落地时的动能。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为m=2kg的小球A和B。现将A和B分别置于距轴rA=0.5m和rB=1m处,并用不可伸长的轻绳相连。已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是fm=1N。试分析转速ω从零缓慢逐渐增大(短时间内可近似认为是匀速转动),两球对轴保持相对静止过程中,在满足下列条件下,ω的大小。

(1)绳中刚要出现张力时的ω1
(2)A、B中某个球所受的摩擦力刚要改变方向时的ω2,并指明是哪个球的摩擦力方向改变;
(3)两球对轴刚要滑动时的ω3

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD两部分组成,其中AB部分为光滑的圆弧,AOB=37o,圆弧的半径R=0.5m;BD部分水平,长度为0.2m,C为BD的中点。现有一质量m=lkg,可视为质点的物块从A端由静止释放,恰好能运动到D点。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)物块运动到B点时,对工件的压力大小;
(2)为使物块恰好运动到C点静止,可以在物块运动到B点后,对它施加一竖直向下的恒力F,F应为多大?
(3)为使物块运动到C点时速度为零,也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角应为多大?(假设物块经过B点时没有能量损失)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,劲度系数k=20.0N/m的轻质水平弹簧右端固定在足够长的水平桌面上,左端系一质量为M=2.0kg的小物体A,A左边所系轻细线绕过轻质光滑的定滑轮后与轻挂钩相连。小物块A与桌面的动摩擦因数μ=0.15,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将一质量m=1.0kg的物体B挂在挂钩上并用手托住,使滑轮右边的轻绳恰好水平伸直,此时弹簧处在自由伸长状态。释放物体B后系统开始运动,取g=10m/s2

(1)求刚释放时物体B的加速度a;
(2)求小物块A速度达到最大时弹簧的伸长量x1
(3)已知弹簧弹性势能,x为弹簧形变量,求整个过程中小物体A克服摩擦力年做的总功W。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,质量M=4kg的平板小车停在光滑水平面上,车上表面高h1=1.6m.水平面右边的台阶高h2=0.8m,台阶宽l=0.7m,台阶右端B恰好与半径r=5cm的光滑圆弧轨道连接,B和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=53°,在平板小车的A处,质量m1=2kg的甲物体和质量m2=1kg的乙物体紧靠在一起,中间放有少量炸药(甲、乙两物体都可以看作质点).小车上A点左侧表面光滑,右侧粗糙且动摩擦因数为μ=0.2.现点燃炸药,炸药爆炸后两物体瞬间分开,甲物体获得水平初速度5m/s向右运动,离开平板车后恰能从光滑圆弧轨道的左端B点沿切线进入圆弧轨道.已知车与台阶相碰后不再运动(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

(1)炸药爆炸使两物块增加的机械能E;
(2)物块在圆弧轨道最低点C处对轨道的压力F;
(3)平板车上表面的长度L和平板车运动位移s的大小.

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