（附加題）如圖所示，光滑水平面右端B處連接一個豎直的半徑為R的光滑半圓固定軌道，在離B距離為x的A點，用水平恒力將質量為m的質點從靜止開始推到B處后撤去恒力，質點沿半圓軌道運動到C處后又正好落回A點。

   （1）求推力對小球所做的功。

   （2）x取何值時，完成上述運動所做的功最少？最小功為多少。

   （3）x取何值時，完成上述運動用力最��？最小力為多少。

（1）

（2）x = 2R時Wg最小，  最小的功

（3）x = 4R時，最小的力F = mg


解析:

（1）質點從半圓弧軌道做平拋運動又回到A點，設質點在C點的速度為v0，質點從C點運動到A點所用的時間為t

    大水平方向x = v0t          ①    豎直方向上         ②

    解①②有                           ③

    對質點從A到C由動能定理有

        ④    解      ⑤

   （2）要使F力做功最少，確定x的取值，由知，只要質點在C點速度最小，則功Wg就最小，就有物理極值。若質點恰好能通過C點，其在C點最小速度為V，    由牛頓第二定律有：，則     ⑥

    由③⑥有，解得x = 2R時Wg最小，  最小的功                       （3）由⑤式

    而           當時，即x = 4R時，最小的力F = mg

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（附加題）如圖所示，是一種測定風作用力的儀器原理圖，P為金屬球，懸掛在一細長金屬絲下面，O是懸點，R0是保護電阻，CD是水平放置的光滑電阻絲，與細金屬絲始終保持良好接觸．無風時，金屬絲與電阻絲在C點接觸，此時A示數(shù)為I0；有風時金屬絲將偏轉一角度，角θ與風力大小有關，設風力方向水平向左，OC=h，CD=L，金屬球質量為m，電阻絲單位長度的阻值為k，電源內電阻和金屬絲電阻不計，金屬絲偏角為θ時，A的示數(shù)為I′，此時風力為F，試寫出：
（1）F與θ的關系式．
（2）F與I′的關系式．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（附加題）如圖所示，傾角為α=60°的斜面上，放一質量為1kg大小可以忽略的物體，用勁度系數(shù)k=100N/m的彈簧平行于斜面吊著，物體放在PQ之間任何位置都能處于靜止狀態(tài)，而超過這一范圍，物體都會沿斜面滑動．若AP=22cm，AQ=8cm，試求物體與斜面間的最大靜摩擦力的大�。╣=10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（附加題）如圖所示為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖．在Oxy平面的ABCD區(qū)域內，存在兩個場強大小均為E的勻強電場I和II，兩電場的邊界均是邊長為L的正方形（不計電子所受重力）．
（1）在該區(qū)域AB邊的中點處由靜止釋放電子，求電子離開ABCD區(qū)域的位置坐標．
（2）在電場I區(qū)域內適當位置由靜止釋放電子，電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開，求所有釋放點的位置．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（附加題）如圖所示，輕質長繩水平地跨在相距為2L的兩個小定滑輪A、B上，質量為m的物塊懸掛在繩上O點，O與A、B兩滑輪的距離相等．在輕繩兩端C、D分別施加豎直向下的恒力F=mg．先托住物塊，使繩處于水平拉直狀態(tài)，由靜止釋放物塊，在物塊下落過程中，保持C、D兩端的拉力F不變．
（1）當物塊下落距離h為多大時，物塊的加速度為零？
（2）在物塊下落上述距離的過程中，克服C端恒力F做功W為多少？
（3）求物塊下落過程中的最大速度Vm和最大距離H？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（附加題）如圖所示，以8m/s勻速行駛的汽車即將通過路口，綠燈還有2s將熄滅，此時汽車距離停車線18m．該車加速時最大加速度大小為2m/s2，減速時最大加速度大小為5m/s2．此路段允許行駛的最大速度為11.5m/s，下列說法中正確的有
A．如果立即做勻加速運動且不超速，則汽車可以在綠燈熄滅前通過停車線
B．如果立即做勻加速運動并要在綠燈熄滅前通過停車線，則汽車一定會超速
C．如果立即做勻減速運動，則在綠燈熄滅前汽車一定不能通過停車線
D．如果在距停車線5m處開始減速，則汽車剛好停在停車線處．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案