【題目】如圖所示,傾斜軌道AB的傾角為37°,CD、EF軌道水平,ABCD通過光滑圓弧管道BC連接,CD右端與豎直光滑圓周軌道相連。小球可以從D進入該軌道,沿軌道內(nèi)側(cè)運動,從E滑出該軌道進入EF水平軌道。小球由靜止從A點釋放,已知AB長為5R,CD長為R,重力加速度為g,小球與斜軌AB及水平軌道CD、EF的動摩擦因數(shù)均為0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,圓弧管道BC入口B與出口C的高度差為l.8R。求:(在運算中,根號中的數(shù)值無需算出)

(1)小球滑到斜面底端C時速度的大小。

(2)小球剛到C時對軌道的作用力。

(3)要使小球在運動過程中不脫離軌道,豎直圓周軌道的半徑R/應(yīng)該滿足什么條件?

【答案】(1) (2)6.6mg,豎直向下(3)

【解析】

試題(1)設(shè)小球到達C點時速度為va球從A運動至C過程,由動能定理有

2分)

可得1分)

2)小球沿BC軌道做圓周運動,設(shè)在C點時軌道對球的作用力為N,由牛頓第二定律

, (2分) 其中r滿足 r+r·sin530=1.8R 1分)

聯(lián)立上式可得:N=6.6mg 1分)

由牛頓第三定律可得,球?qū)壍赖淖饔昧?/span>6.6mg ,方向豎直向下。 (1分)

3)要使小球不脫離軌道,有兩種情況:

情況一:小球能滑過圓周軌道最高點,進入EF軌道。則小球b在最高點P應(yīng)滿足1分)

小球從C直到P點過程,由動能定理,有1分)

可得1分)

情況二:小球上滑至四分之一圓軌道的Q點時,速度減為零,然后滑回D。則由動能定理有

1分)

1分)

,由上面分析可知,小球必定滑回D,設(shè)其能向左滑過DC軌道,并沿CB運動到達B點,在B點的速度為vB,,則由能量守恒定律有1分)

⑤⑨式,可得1分)

故知,小球不能滑回傾斜軌道AB,小球?qū)⒃趦蓤A軌道之間做往返運動,小球?qū)⑼T?/span>CD軌道上的某處。設(shè)小球在CD軌道上運動的總路程為S,則由能量守恒定律,有1分)

⑤⑩兩式,可得 S=5.6R 1分)

所以知,b球?qū)⑼T?/span>D點左側(cè),距D0.6R處。 (1分)

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖所示,虛線表示等勢面,相鄰兩等勢面間的電勢差相等,有一帶電的小球在該電場中運動,不計小球所受的重力和空氣阻力,實線表示該帶正電的小球的運動軌跡,小球在a點的動能等于20eV,運動到b點時的動能等于2eV,若取C點為零電勢點,則這個帶電小球的電勢能等于-6eV,它的動能等于:( )

A. 16eV B. 14eV C. 6eV D. 4ev

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A. 粒子從KL的過程中,電場力做負功

B. 粒子從LM的過程中,電場力做負功

C. 粒子從KL的過程中,電勢能減少

D. 粒子從LM的過程中,動能增加

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(1)試判斷在穿過路口的過程中乙車的速度范圍;

(2)若已知乙車的速度v2=70.2km/h,甲車立即加速使車勻加速行駛并先通過交叉點,為不致相撞,加速度大小應(yīng)滿足什么條件?

(3)若乙車的速度v2=90km/h,乙車司機立即剎車使車勻減速行駛讓甲車先通過,為不致相撞,則加速度大小應(yīng)滿足什么條件?

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【題目】下面對教材中的插圖理解錯誤的是

A. 甲圖中飛機上的人與地面上的人觀察跳傘者運動不同的原因是選擇了不同的參考系

B. 乙圖中重力的分力F2就是壓力

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【題目】石子從塔頂自靜止下落(不計空氣阻力),測出哪個物理量可以估算塔高

A. 石子落地前的瞬時速度

B. 石子開始下落第1s內(nèi)的通過的位移

C. 石子開始下落2m所需時間

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(1)AB共同運動的加速度大小和方向。

(2)AB之間的距離(A、B均可視為質(zhì)點)。

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B. 小球先做減速運動,后做加速運動

C. 小球的電勢能保持不變

D. 靜電力對小球所做的功為零

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B. 強黃光照射形成的飽和電流較大,說明強黃光光子能量小于弱黃光光子能量

C. ,說明黃光照射逸出的光電子的最大初動能大于藍光照射逸出的光電子的最大初動能

D. ,說明黃光照射逸出的光電子的最大初動能小于藍光照射逸出的光電子的最大初動能

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