(12分)如圖所示,以A、B和C、D為端點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi),一滑板靜止在光滑水平地面上,左端緊靠B點(diǎn),上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、C,一物塊被輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上E點(diǎn),運(yùn)動(dòng)到A時(shí)剛好與傳送帶速度相同,然后經(jīng)A沿半圓軌道滑下,再經(jīng)B滑上滑板,滑板運(yùn)動(dòng)到C時(shí)被牢固粘連,物塊可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為m,滑板質(zhì)量M=2m,兩半圓半徑均為R,板長(zhǎng)=6.5R,板右端到C的距離L在R<L<5R范圍內(nèi)取值,E距A為S=5R,物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均μ=0.5,重力加速度取g。

(1)求物塊滑到B點(diǎn)的速度大。
(2)試討論物塊從滑上滑板到離開滑板右端的過(guò)程中,克服摩擦力做的功Wf與L的關(guān)系,并判斷物塊能否滑到CD軌道的中點(diǎn)。
(1)   (2)物塊不能滑到CD軌道中點(diǎn)

試題分析:(1)設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)和B的速度分別為,由動(dòng)能定理得和機(jī)械能守恒定律得:
    ①
   ②
聯(lián)立解得:   
(2)設(shè)滑板與物塊達(dá)到共同速度時(shí),位移分別為,由動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能定理得:
         ③
          ④
 ⑤
聯(lián)立解得: ;即物塊與滑板在達(dá)到共同速度時(shí),物塊未離開滑板
物塊滑到滑板右端時(shí),若,則:,即;
,則,即
設(shè)物塊滑到C點(diǎn)的動(dòng)能為,由動(dòng)能定理得:
最小時(shí),克服摩擦力做功最小,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825000748732370.png" style="vertical-align:middle;" />,故有,則物塊不能滑到CD軌道中點(diǎn)。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在電場(chǎng)中把一個(gè)正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),靜電力做功1.5×10-7J,再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力做功-4.0×10-7J,則A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低關(guān)系為(  )
A.φA>φB>φC     B.φA<φC<φB
C.φC>φA>φB     D.φC>φB>φA

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,豎直圓環(huán)A半徑為r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地面上,使B不能左右移動(dòng),在環(huán)的最低點(diǎn)靜止放置一個(gè)小球C。A、B、C的質(zhì)量均為m,給小球一水平向右的瞬時(shí)速度,小球會(huì)在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)。不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g,為保證小球能通過(guò)環(huán)的最高點(diǎn),且不會(huì)使環(huán)在豎直方向上跳起,瞬時(shí)速度必須滿足

A.最小值為
B.最小值為 
C.最大值為
D.最大值為

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖為光滑且處于同一豎直平面內(nèi)兩條軌道,其中ABC的末端水平,DEF是半徑為r=0.4m的半圓形軌道,其直徑DF沿豎直方向,C、D可看作重合.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從軌道ABC上距C點(diǎn)高為H的地方由靜止釋放(取g=10m/s2).

(1)若要使小球經(jīng)C處水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運(yùn)動(dòng),H至少要有多高?
(2)若小球靜止釋放處離C點(diǎn)的高度h小于(1)中H的最小值,小球可擊中與圓心等高的E點(diǎn),求h.
(3)若小球自H=0.3m處?kù)o止釋放,求小球到達(dá)F點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖.在Oxy平面的第一象限,存在以x軸y軸及雙曲線的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)為邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)I;在第二象限存在以x=-L; x=-2L;y=0;y=L的勻強(qiáng)電場(chǎng)II.兩個(gè)電場(chǎng)大小均為E,不計(jì)電子所受重力.求

(1)從電場(chǎng)I的邊界B點(diǎn)處由靜止釋放電子,電子離開MNPQ時(shí)的位置;
(2)由電場(chǎng)I的AB曲線邊界處由靜止釋放電子離開MNPQ時(shí)的最小動(dòng)能;

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

用力拉同一物體由靜止沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)。第一次用水平力拉,第二次用與水平方向成角斜向上的力拉。若兩次物體的加速度相同,在力的作用下移動(dòng)的距離也相同,則有(     )
A.兩次合外力的功相同
B.第一次合外力的功較大
C.第二次拉力的功較大
D.兩次拉力的功相同

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與正電荷Q為圓心的某圓交于B,C兩點(diǎn),質(zhì)量為m,帶電荷量為-q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無(wú)初速度下滑,已知q遠(yuǎn)小于Q,AB=h,BC=3h,小球滑到B點(diǎn)時(shí)速度大小為,則:(1)小球到C時(shí)的速度大小為___  __;(2)A、C兩點(diǎn)電勢(shì)差___  __。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,ABC是一條長(zhǎng)軌道,斜面和水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,一質(zhì)量為m的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),在A點(diǎn)由靜止釋放,最后停在C點(diǎn);現(xiàn)在改變斜面的傾角,如圖中虛線所示,仍從A點(diǎn)由靜止釋放該小木塊,則木塊最終將停放在(不計(jì)木塊通過(guò)轉(zhuǎn)折點(diǎn)B點(diǎn)或點(diǎn)的能量損失)(   )
A.C點(diǎn)左側(cè)B.C點(diǎn)C.C點(diǎn)右側(cè)D.無(wú)法確定

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,虛線為一靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4,相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等,其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0。一帶正電的點(diǎn)電荷僅在靜電力的作用下沿圖中實(shí)線從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)粒子的動(dòng)能分別為5eV和26eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置c時(shí),其電勢(shì)能變?yōu)?5 eV。下列說(shuō)法正確的是(   )
A.粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功
B.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于其在b點(diǎn)的電勢(shì)能
C.粒子在c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為24 eV
D.a(chǎn)、b點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為

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