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如图甲所示,长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为1kg的滑块(大小不计),从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化关系如图乙所示,滑块与AB间动摩擦因数为0.25,与BC间的动摩擦因数未知,取g=l0m/s2.求:

(1)滑块到达B处时的速度大小;
(2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间;
(3)若滑块到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能达到最高点C,则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少.
【答案】分析:(1)对滑块从A到B的过程作为研究的过程,运用动能定理求出滑块到达B处时的速度大小.
(2)根据牛顿第二定律求出滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中加速度,根据运动学公式求出运动的时间.
(3)滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能达到最高点C,知最高点弹力为零,根据牛顿第二定律求出临界的速度,根据动能定理求出滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功.
解答:解:(1)滑块从A到B的过程中,由动能定理
F1x1-F2x3-μmgx=
即 20×2-10×1-0.25×1×10×4=
得:vB=(m/s)  
(2)在前2m内:F1-μmg=ma1
且  x1=
解得:t1=(s)   
(3)当滑块恰好能到达C点时,应有:
滑块从B到C的过程中,由动能定理:
得:W=-5(J) 即克服摩擦力做功为5J.  
答:(1)滑块到达B处时的速度大小为m/s.
(2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间为s.
(3)滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功为5J.
点评:本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理,并与直线运动、圆周运动相结合,综合性较强,是一道好题.
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如图甲所示,长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为1kg的滑块(大小不计),从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化关系如图乙所示,滑块与AB间动摩擦因数为0.25,与BC间的动摩擦因数未知,取g=l0m/s2.求:
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(1)滑块到达B处时的速度大小;
(2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间;
(3)若滑块到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能达到最高点C,则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BCB处相连接,有一质量为1kg的滑块(大小不计),从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化关系如图乙所示,滑块与AB间动摩擦因数为0.25,与BC间的动摩擦因数未知,取g =l0m/s2。求:

⑴滑块到达B处时的速度大小;

⑵滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间;

⑶若滑块到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能达到最高点C,则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少。

 


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(15分)如图甲所示,长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BCB处相连接,有一质量为1kg的滑块(大小不计),从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化关系如图乙所示,滑块与AB间动摩擦因数为0.25,与BC间的动摩擦因数未知,取g =l0m/s2。求:

⑴滑块到达B处时的速度大小;

⑵滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间;

⑶若滑块到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能达到最高点C,则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少。

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科目:高中物理 来源:模拟题 题型:计算题

如图甲所示,长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为1kg的滑块(大小不计),从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化关系如图乙所示,滑块与AB间动摩擦因数为0.25,与BC间的动摩擦因数未知,取g =l0m/s2。求:
(1)滑块到达B处时的速度大小;
(2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程中所需的时间;
(3)若滑块到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能达到最高点C,则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少。

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