【題目】如圖所示,在某豎直平面內,光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點,BC右端連接內壁光滑、半徑r=0.2m的四分之一細圓管CD,管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧,彈簧一端固定,另一端恰好與管口D端平齊,一個質量為1kg的小球放在曲面AB上,現(xiàn)從距BC的高度為h=0.6m處靜止釋放小球,它與BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,小球進入管口C端時,它對上管壁有FN=2.5mg的相互作用力,通過CD后,在壓縮彈簧過程中滑塊速度最大時彈簧彈性勢能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求:

1)小球在C處受到的向心力大;

2)在壓縮彈簧過程中小球的最大動能Ekm

3)小球最終停止的位置。

【答案】135N;(26J;(3)距離B 0.2m或距離C0.3m。

【解析】試題分析:(1)小球進入管口C端時它與圓管上管壁有大小為的相互作用力,故小球受到的向心力為: 。

2)在壓縮彈簧過程中速度最大時,合力為零,設此時滑塊離D端的距離為,則有

解得,由機械能守恒定律有,得。

3)在C點,由,代入數(shù)據(jù)得: ,滑塊從A點運動到C點過程,由動能定理得,解得BC間距離,小球與彈簧作用后返回C處動能不變,小滑塊的動能最終消耗在與BC水平面相互作用的過程中.設物塊在BC上的運動路程為,由動能定理有,解得,故最終小滑塊距離B處停下。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在斜面上O點先后以υ0和2υ0的速度水平拋出A、B兩小球,則從拋出至第一次著地,兩小球的水平位移大小之比不可能為( )

A.1:2
B.1:3
C.1:4
D.1:5

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示,O點為圓心,OO與直徑MN的垂直.足夠大的光屏PQ緊靠在玻璃磚的右側且與MN垂直.一束細單色光沿半徑方向與OOθ=30°角射向O點,光屏PQ區(qū)域出現(xiàn)兩個小光斑,其間距為.求:

1)此玻璃磚的折射率;

2)當θ滿足什么條件時,光屏上只剩下一個光斑.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗題。
(1)在做“研究平拋運動”的實驗時,讓小球多次從同一高度釋放沿同一軌道運動,通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡.為了能較準確地描繪運動軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上
A.調節(jié)斜槽末端保持水平
B.每次釋放小球的位置必須不同
C.每次必須由靜止釋放小球
D.小球運動時不應與木板上的白紙(或方格紙)相接觸
E.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線
(2)如圖所示,某同學在研究平拋運動的實驗中,在小方格紙上畫出小球做平拋運動的軌跡以后,又在軌跡上取出a、b、c、d四個點(軌跡已擦去).已知小方格紙的邊長L=2.5cm.g取10m/s2 . 請你根據(jù)小方格紙上的信息,通過分析計算完成下面幾個問題:
①根據(jù)水平位移,求出小球平拋運動的初速度v0=
②小球運動到b點的速度是
③從拋出點到b點所經(jīng)歷的時間是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內的四分之一圓軌道下端與水平桌面相切,小滑塊AB分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點,現(xiàn)將A無初速度釋放,AB碰撞后結合為一個整體,并沿桌面滑動,已知圓弧軌道光滑,半徑R=0.2m,AB的質量相等,AB整體與桌面之間的動摩擦因數(shù),重力加速度取,求:

1)碰撞前瞬間A的速率v

2)碰撞后瞬間AB整體的速率

3AB整體在桌面上滑動的距離L和運動的時間t

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,相距為L的兩平行金屬導軌MN、PQ固定在絕緣水平面上,處于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B , 導軌足夠長且電阻不計.兩根相同的金屬棒cd與導軌垂直放置,它們的質量均為m , 電阻均為R , 間距為s0 , 與導軌間的動摩擦因數(shù)均為μ , 設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等.在t=0時刻,對c棒施加一水平向右的力,使其從靜止開始做勻加速直線運動.在t0時刻,d棒開始運動,此后保持水平力不變,由速度傳感器測得兩金屬棒的vt圖象如圖乙所示,從t1時刻開始兩金屬棒以相同的加速度做勻加速直線運動,此時兩金屬棒的間距為s , 試求:

(1)在0至t1時間內通過金屬棒c的電荷量;
(2)t0時刻回路的電功率和金屬棒c的速度大;
(3)t1時刻兩金屬棒的加速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一個可視為質點的質量為m=1kg的小物塊,從光滑平臺上的A點以v0=2m/s的初速度水平拋出,到達C點時,恰好沿C點的切線方向進入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道,最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點的質量為M=3kg的長木板.已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,圓弧軌道的半徑為R=0.4m,C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=60°,不計空氣阻力,g10m/s2.求:

1)小球到達C點時的速度

2)小物塊剛要到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力;

3)要使小物塊不滑出長木板,木板的長度L至少多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體以一定的初速度從A點沖上固定的粗糙斜面,到達斜面最高點c后沿斜面反向下滑,已知物體沿斜面向上運動到AC長度3/4處的B點時,所用時間為t,則下列說法正確的是( )

A. 物體由BC的時間為t/3

B. 物體由CB的時間為t

C. 物體由AC的時間為2t

D. 物體由CA的時間小于2t

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關于曲線運動下列說法正確的是

A.速度大小一定變化

B.速度方向一定變化

C.加速度大小一定變化

D.加速度方向一定變化

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