【題目】如圖所示,質(zhì)量m=3 kg的小物塊以初速度v0=4 m/s水平向右拋出,恰好從A點沿著圓弧的切線方向進入圓弧軌道.圓弧軌道的半徑為R=3.75 m,B點是圓弧軌道的最低點,圓弧軌道與水平軌道BD平滑連接,A與圓心O的連線與豎直方向成37°角,MN是一段粗糙的水平軌道,小物塊與MN間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,軌道其他部分光滑.最右側(cè)是一個半徑為r=0.4 m的半圓弧軌道,C點是圓弧軌道的最高點,半圓弧軌道與水平軌道BDD點平滑連接。已知重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求小物塊經(jīng)過B點時對軌道的壓力大小;

(2)若MN的長度為L=6 m,求小物塊通過C點時對軌道的壓力大;

(3)若小物塊恰好能通過C點,求MN的長度L'。

【答案】(1)62N(2)60N(3)10m

【解析】

小物塊先做平拋運動,根據(jù)A點的速度方向求出經(jīng)過A點的速度.從AB,運用機械能守恒求出經(jīng)過B點的速度,在B點由牛頓定律求壓力;小物塊由B點運動到C點,根據(jù)定能定理求出物塊到達C點的速度,C點由合力提供向心力,由牛頓定律求物塊對軌道的壓力;小物塊剛好能通過C點時,由重力提供向心力,由牛頓第二定律求出C點的速度.再由動能定理求MN的長度L';

解:(1)物塊做平拋運動時,根據(jù)平拋運動的規(guī)律有:

解得:

小物塊經(jīng)過A點運動到B點,根據(jù)機械能守恒定律有

小物塊經(jīng)過B點時,有:

解得:

根據(jù)牛頓第三定律,小物塊對軌道的壓力大小是62N

(2)小物塊由B點運動到C點,根據(jù)定能定理有:

C點,由牛頓第二定律得:

代入數(shù)據(jù)解得:

根據(jù)牛頓第三定律,小物塊通過C點時對軌道的壓力大小是60N

(3)小物塊剛好能通過C點時,根據(jù)

解得:

小物塊從B點運動到C點的過程,根據(jù)動能定理有:代入數(shù)據(jù)解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖甲所示的實驗裝置來測量勻變速直線運動的加速度。

1)實驗的主要步驟:

用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度d,結(jié)果如圖乙所示,讀得d = ________mm;

用刻度尺測量A點到光電門所在位置B點之間的水平距離x;

滑塊從A點靜止釋放(已知砝碼落地前擋光片已通過光電門);

讀出擋光片通過光電門所用的時間t;

改變光電門的位置,滑塊每次都從A點靜止釋放,測量相應(yīng)的x值并讀出t值。

2)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),以x為橫坐標(biāo),為縱坐標(biāo),在坐標(biāo)紙中作出圖線如圖丙所示,求得該圖線的斜率k____________m-1·s-2;由此進一步求得滑塊的加速度a=____________m·s-2。(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2022年第24屆冬季奧林匹克運動會將在中國舉行,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。跳臺滑雪賽道可簡化為助滑道、著陸坡、停止區(qū)三部分,如圖所示。一次比賽中,質(zhì)量m的運動員從A處由靜止下滑,運動到B處后水平飛出,落在了著陸坡末端的C點,滑入停止區(qū)后,在與C等高的D處速度減為零。已知BC之間的高度差為h,著陸坡的傾角為θ,重力加速度為g。只考慮運動員在停止區(qū)受到的阻力,不計其他能量損失。由以上信息可以求出( 。

A. 運動員在空中飛行的時間

B. AB之間的高度差

C. 運動員在停止區(qū)運動過程中阻力的大小

D. C、D兩點之間的水平距離

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,B、MN分別為豎直光滑圓軌道的右端點,最低點和左端點,B點和圓心等高,N點和圓心O的連線與豎直方向的夾角為 現(xiàn)從B點的正上方某處A點由靜止釋放一個小球,經(jīng)圓軌道飛出后以水平上的v通過C點,已知圓軌道半徑為R, ,重力加速度為g,則一下結(jié)論正確的是( )

A. C、N的水平距離為

B. C、N的水平距離為2R

C. 小球在M點對軌道的壓力為6mg

D. 小球在M點對軌道的壓力為4mg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角θ=30°的絕緣斜面上,頂部連接由電流表、電源、滑動變阻器和開關(guān)組成的電路,下端開口,導(dǎo)軌間距為10cm .整個裝置處于磁感應(yīng)強度0.1T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中.金屬棒ab沿垂直導(dǎo)軌方向放置在導(dǎo)軌上。開關(guān)斷開時,沿導(dǎo)軌向下輕推導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒可以勻速下滑;閉合開關(guān)時,不斷減小滑動變阻器的阻值,當(dāng)電流表示數(shù)為3.0A時,導(dǎo)體棒恰好可沿導(dǎo)軌向上運動。判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質(zhì)量(重力加速度為10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m的汽車,在平直公路上從靜止開始以大小為a(定值)的加速度啟動,當(dāng)汽車的功率為P時,司機立即將功率降到P/2,且保持此功率運動一段較長時間.已知汽車在運動過程中受到的阻力大小恒為ma,則汽車在以上運動過程中,速度隨時間變化的圖象是

A. B.

C. D.

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【題目】汽車從靜止勻加速啟動,最后做勻速運動,其速度隨時間及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖象如圖所示,其中錯誤的是

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,線圈abcd的面積是0.05 m2,共100匝,線圈電阻為1 Ω,外接電阻R=9 Ω,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 當(dāng)線圈以300 r/min 的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,試求:

(1)從線圈平面與磁場平行開始計時,寫出線圈中感應(yīng)電流瞬時值表達式

(2)電路中交流電壓表和電流表的示數(shù).

(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中通過電阻R的電量.

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【題目】如圖所示,n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場中,線框面積為S,電阻為。線框繞垂直于磁場的軸OO'以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,原副線圈匝數(shù)之比為2:1,變壓器副線圈接入一只額定電壓為U﹑電阻為的燈泡,燈泡正常發(fā)光。從線框通過中性面開始計時下列說法正確的是

A. 勻速轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線框的磁通量變化率最大值為

B. 燈泡中的電流方向每秒改變

C. 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流表達式為

D. 變壓器原線圈兩端電壓最大值為

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