分析 (1)從A到B利用動(dòng)能定理即可求出滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度的大小vB.再根據(jù)位移等于平均速度乘以時(shí)間,求時(shí)間.
(2)從B到C,利用機(jī)械能守恒定律求滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度的大小vC.在C點(diǎn),由合力提供向心力,由牛頓定律求C點(diǎn)受到的壓力大小FC.
(3)滑塊滑到BC軌道上的P時(shí)剛好和軌道分離,此時(shí)滑塊只受重力,由重力的法向分力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和向心力求出P點(diǎn)的速度,再對AB過程,運(yùn)用動(dòng)能定理求克服摩擦力所做的功Wf.
解答 解:(1)滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:
-μmgL=12mv2B-12mv2A
代入數(shù)據(jù)解得:vB=5m/s
由L=vA+vB2t得滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需的時(shí)間為:t=2LvA+vB=0.2s
(2)滑塊從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中,取水平面為零勢能平面,根據(jù)機(jī)械能守恒定律:
12mv2B=12mv2C+2mgR
代入數(shù)據(jù)解得:vC=3m/s
在C點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律得:
mg+FC′=mv2CR
代入數(shù)據(jù)得:FC′=12.5N
由牛頓第二定律知:FC=FC′=12.5N
(3)設(shè)P點(diǎn)所在半徑與豎直方向的夾角為θ,由幾何知識(shí)可得:
cosθ=h−RR=0.6−0.40.4=0.5,θ=60°
在P點(diǎn),設(shè)滑塊的速度為vP,由向心力公式得:
mgcosθ=mv2PR
滑塊從A點(diǎn)開始到P點(diǎn)過程中,由動(dòng)能定理得:
-mgh-Wf=12mv2P-12mv2A
聯(lián)立解得,克服摩擦力所做的功為:Wf=13J
答:(1)滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需的時(shí)間是0.2s,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度的大小vB是5m/s;
(2)如果BC半圓軌道是光滑的,求滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度的大小vC是3m/s,C點(diǎn)受到的壓力大小FC是12.5J;
(3)滑塊從A點(diǎn)開始到P點(diǎn)過程中,克服摩擦力所做的功Wf是13J.
點(diǎn)評 本題是復(fù)雜的力學(xué)綜合題,關(guān)鍵要在分析清楚物體運(yùn)動(dòng)過程的基礎(chǔ)上,靈活選擇物理規(guī)律,要把握滑塊離開軌道的臨界條件:軌道滑塊沒有彈力,由重力的法向分力充當(dāng)向心力.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體運(yùn)動(dòng)的總位移大小為10m | B. | 物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小為10m/s2 | ||
C. | 物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小為10m/s | D. | 物體所受的摩擦力大小為10N |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 所有行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)都是勻速圓周運(yùn)動(dòng) | |
B. | 所有行星以相同的速率繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng) | |
C. | 對于每一個(gè)行星在近日點(diǎn)時(shí)的速率均大于它在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率 | |
D. | 所有行星軌道的半長軸的二次方與公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) | B. | 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) | ||
C. | 物體的初速度大小為0.5m/s | D. | 物體的加速度大小為1m/s2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 角速度之比為2:1 | B. | 周期之比為1:2 | C. | 線速度之比為1:2 | D. | 轉(zhuǎn)速之比為1:2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 彈珠從釋放手柄開始到觸碰障礙物之前的過程中機(jī)械能守恒 | |
B. | 彈珠從釋放手柄到離開彈簧的過程中,其動(dòng)能先增大后減小 | |
C. | 彈珠脫離彈簧的瞬間,其動(dòng)能和重力勢能之和達(dá)到最大 | |
D. | 此過程中,彈簧的最大彈性勢能為mg(L+R)sinθ+12mv2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒 | |
B. | 小球的動(dòng)能先增大后減小 | |
C. | 小球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢能之和總保持不變 | |
D. | 小球的動(dòng)能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)v由√gR值逐漸減小時(shí),桿對小球的彈力也逐漸減小 | |
B. | v由零逐漸增大,向心力逐漸減小 | |
C. | 當(dāng)v由√gR值逐漸增大時(shí),桿對小球的彈力也逐漸增大 | |
D. | v的最小值為√gR |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 光照時(shí)間越長,光電流越大 | |
B. | 入射光頻率大于極限頻率時(shí)就能產(chǎn)生光電子 | |
C. | 入射光足夠強(qiáng),就可以有光電流 | |
D. | 不同的金屬逸出功都是一樣的 |
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