【題目】為了研究過山車的原理,物理興趣小組提出了下列設(shè)想:如圖所示,取一個與水平方向夾角θ30°,長L0.8 m的傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道都是光滑的.其中ABBC軌道以微小圓弧相接,豎直圓軌道的半徑R0.6 m.現(xiàn)使一個質(zhì)量m0.1 kg的小物塊從A點開始以初速度v0沿傾斜軌道滑下,g10 m/s2.問:

(1)v05.0 m/s,則小物塊到達(dá)B點時的速度為多大?

(2)v05.0 m/s,小物塊到達(dá)豎直圓軌道的最高點時對軌道的壓力為多大?

(3)為了使小物塊在豎直圓軌道上運動時能夠不脫離軌道,v0大小應(yīng)滿足什么條件?

【答案】(1) (2) 0.5N (3) v0≤2m/s v0

【解析】

(1)對小物塊從A點到B點利用動能定理

(2)對小物塊從B點到圓軌道最高點利用動能定理

得:v=3m/s

在圓軌道最高點,由牛頓第二定律

得:FN=0. 5N

由牛頓第三定律可知:FNFN0.5N。

(3)情形一:物體能完成圓運動

在最高點:由,得,

對小物塊從A點到圓軌道最高點利用動能定理

解得:

情形二:物體運動到圓軌道圓心等高處速度為零

對小物塊從A點到圓軌道圓心等高處利用動能定理

解得:v0=2m/s

綜合以上兩種情形可得:v0≤2m/s v0

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】如圖所示為固定豎直放登的U形氣缸,內(nèi)璧光滑,EF為氣的底部其面積為S,CE=4AC,活塞質(zhì)量為m,厚度不計,A、B、C、D為裝有力傳感器的四個限制裝置,使活塞只能在AC之間運動。開始吋,活塞處在CD處且傳感器CD的示數(shù)之和等于活塞重力的2倍,此時氣體的溫度為T,現(xiàn)對氣體緩慢加熱使得活塞與AB接觸但傳感器示數(shù)為零。已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,則

(I)當(dāng)傳感器CD的示數(shù)為零時,氣體的溫度為多少?

(Ⅱ)當(dāng)活剛到達(dá)AB位置時氣體的溫度為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,相隔一定距離的兩個相同的圓柱體A、B固定在等高的水平線上,一輕繩套在兩圓柱體上,輕繩下端懸掛一重物,不計輕繩和圓柱體間的摩擦。當(dāng)重物一定時,若輕繩越長,則(

A. 繩中的彈力越小

B. 繩中的彈力越大

C. 圓柱體A受到的繩子作用力越大

D. 圓柱體A受到的繩子作用力不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑的水平面上質(zhì)量為m的小物塊可視為質(zhì)點)放在小車的最左端,現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止幵始做勻加速直線運動小物塊和小車之間的摩擦力為f,小物塊滑到小車的最右端時,小物塊運動的距離為x.在這個過程中,以下結(jié)論正確的是(

A. 小物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為(F-f)(L+x)

B. 小物塊到達(dá)小車最右端時,小車具有的動能為fx

C. 小物塊克服摩擦力所做的功為fx

D. 小物塊和小車增加的總動能為Fx-fL

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直墻上固定有光滑的小滑輪D,質(zhì)量相等的物體A和B用輕彈簧連接,物體B放在地面上,用一根不可伸長的輕繩一端與物體A連接,另一端跨過定滑輪與小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細(xì)桿,小環(huán)C位于位置R時,繩與細(xì)桿的夾角為θ,此時物體B與地面剛好無壓力,圖中,SD水平,位置R和Q關(guān)于S對稱,現(xiàn)讓小環(huán)從R處由靜止釋放,環(huán)下落過程中繩始終處于拉直狀態(tài),且環(huán)到達(dá)Q時速度最大。下列關(guān)于小環(huán)C下落過程中的描述正確的是( )

A. 小環(huán)C、物體A和輕彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B. 小環(huán)C下落到位置S時,小環(huán)C的機(jī)械能一定最大

C. 小環(huán)C從位置R運動到位置Q的過程中,彈簧的彈性勢能一定先減小后增大

D. 小環(huán)C到達(dá)Q點時,物體A與小環(huán)C的動能之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】傳送帶與平板緊靠在一起,且上表面在同一水平面內(nèi),兩者長度分別為L12.5 mL22 m.傳送帶始終保持以速度v勻速運動.現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點)輕放到傳送帶的左端,然后平穩(wěn)地滑上平板.已知:滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ0.5滑塊與平板、平板與支持面的動摩擦因數(shù)分別為μ10.3μ20.1,滑塊、平板的質(zhì)量均為m2 kg,g10 m/s2.求:

(1)若滑塊恰好不從平板上掉下,求滑塊剛滑上平板的速度大小;

(2)v6 m/s求滑塊離開平板時的速度大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體放在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)斜面的傾角逐漸減小時,物體所受

A. 重力與支持力的合力逐漸減小。

B. 重力與靜摩擦力的合力逐漸減小。

C. 支持力與靜摩擦力和合力逐漸減小。

D. 重力、支持力和靜摩擦力的合力保持不變,一直為0。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2012618日,神舟九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會對接.對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣.下列說法正確的是(  )

A. 為實現(xiàn)對接,兩者運行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

B. 如不加干預(yù),在運行一段時間后,天宮一號的動能可能會減小

C. 如不加干預(yù),天宮一號的軌道高度將緩慢降低

D. 航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài),說明航天員不受地球引力作用

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表示數(shù)變化量的絕對值分別為,理想電流表示數(shù)變化量的絕對值,則

A. A的示數(shù)增大 B. 的示數(shù)增大

C. 的比值大于r D. 大于

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