【題目】如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PAA點相切。BC為圓弧軌道的直徑。O為圓心,OAOB之間的夾角為α,一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運動,經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C點所受合力的方向指向圓心,且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱。重力加速度大小?/span>g 。求:

1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點時速度的大;

2)小球到達(dá)A點時的速度的大小;

3)小球從C點落至水平軌道所用的時間。

【答案】(1) (2)(3)

【解析】

1)設(shè)水平恒力的大小為F0,小球到達(dá)C點時所受合力的大小為F,由力的合成法則,則有:tanα
F2=mg2+F02;
設(shè)小球到達(dá)C點時的速度大小為v,由牛頓第二定律得:
聯(lián)立上式,結(jié)合題目所給數(shù)據(jù),解得:F0=mg;v=

2)設(shè)小球到達(dá)A點的速度大小v1,作CDPA,交PAD點,由幾何關(guān)系得:DA=Rsinα
CD=R1+cosα
由動能定理有,-mgCD-F0DA=mv2mv12
聯(lián)立上式,結(jié)合題目所給數(shù)據(jù),那么小球在A點的速度大小為:

3)小球離開C點后,在豎直方向上做初速度不為零的勻加速直線運動,加速度大小為g,設(shè)小球在豎直方向的初速度為v,從C點落到水平軌道上所用時間為t,由運動學(xué)公式,則有:
vt+gt2=CD
v=vsinα
聯(lián)立上式,結(jié)合題目數(shù)據(jù),解得:t=

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】如圖所示,一斜面固定在水平面上,傾角θ=37°,一物塊自斜面上某點以v0=2m/s速度滑下,同時一人自斜面底端以速度v=4m/s在水平面上向右做勻速直線運動,已知物塊經(jīng)過時間t=2s到達(dá)斜面底端且從斜面到水平面時沒有能量損失,物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.25,物塊與水平面的動摩擦因數(shù)μ2=0.2(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求

(1)物塊到達(dá)斜面底端時的速度大。

(2)通過計算判斷物塊能否追上前方運動的人。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,若已知這列波周期為1s,則下列判斷中正確的是___________

A. 這列波的振幅為0.8cm

B. 這列波的波速為5m/s

C. 圖示時刻x=2m處的質(zhì)點沿y軸正方向運動

D. 此后經(jīng)半個周期時間質(zhì)點P將向右遷移半個波長

E. 圖示時刻x=3m處質(zhì)點的加速度最大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一平直的傳送帶以速率v=2 m/s勻速運行,在A處把物體輕輕地放到傳送帶上,經(jīng)過時間t=6 s,物體到達(dá)B處,AB相距L=10 m.則:

(1)物體在傳送帶上勻加速運動的時間是多少?

(2)物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為多少?

(3)若物體是煤塊,求物體在傳送帶上的劃痕.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個質(zhì)量為的箱子放在水平地面上,箱內(nèi)用一段固定長度的輕質(zhì)細(xì)線栓一質(zhì)量為m的小球,線的另一端拴在箱子的頂板上現(xiàn)把細(xì)線和球拉到左側(cè)與豎直方向成角處靜止釋放,如圖所示在小球擺動的過程中箱子始終保持靜止,則以下判斷正確的是

A. 在小球擺動的過程中,線的張力呈周期性變化,但箱子對地面的作用力始終保持不變

B. 小球擺到右側(cè)最高點時,地面受到的壓力為,箱子受到地面向左的靜摩擦

C. 小球擺到最低點時,地面受到的壓力為箱子不受地面的摩擦力

D. 小球擺到最低點時,繩對箱頂?shù)睦Υ笥?/span>mg,箱子對地面的壓力大于

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R 的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場垂直,如圖所示。除電阻R 外其余電阻不計,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放。則

A. 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g

B. 金屬棒的速度為v時.所受的安培力大小為F =

C. 金屬棒向下運動時,流過電阻R 的電流方向為a→b

D. 電阻R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一個固定在豎直平面上的光滑半圓形管道,管道里有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球在管道內(nèi)做圓周運動,從B點脫離后做平拋運動,經(jīng)過0.3s后又恰好垂直與傾角為45°的斜面相碰.已知半圓形管道的半徑為R=1m,小球可看做質(zhì)點且其質(zhì)量為m=1kg,g10m/s2.則( 。

A. 小球經(jīng)過B點時的速率為3m/s

B. 小球經(jīng)過B點時的速率為3√2m/s

C. 小球經(jīng)過B點時,受到管道的作用力FN=1N,方向向上

D. 若改變小球進(jìn)入管道的初速度使其恰好到達(dá)B點,則在B點時小球?qū)艿赖淖饔昧?/span>10 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示為做探究外力做功和動能變化的關(guān)系的實驗裝置圖。

(1)本實驗平衡摩擦力時,小車應(yīng)________(拖著不拖”)紙帶。

(2)某同學(xué)在實驗中得到了如圖乙所示的紙帶,測得AB1.44 cm,BC1.64 cmCD1.64 cm,DE1.59 cm。已知相鄰兩點的打點時間間隔為0.02 s,小車的質(zhì)量m=1kg,則橡皮筋對小車做的功為____________________J,結(jié)果保留3位有效數(shù)字。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】理發(fā)用的電吹風(fēng)機中有電動機和電熱絲,電動機帶動風(fēng)葉轉(zhuǎn)動,電熱絲給空氣加熱,直到熱風(fēng)將頭發(fā)吹干.設(shè)電動機線圈電阻為R1,它與電熱絲的電阻R2串聯(lián)后接到直流電源上,電吹風(fēng)機兩端電壓為U,電流為I,消耗的電功率為P,則有( )

PIUPI2(R1R2) ③P>IUP I2(R1R2)

A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案