（18分）如圖所示，半徑為的 1/4光滑圓弧軌道最低點(diǎn)D與水平面相切，在D點(diǎn)右側(cè)處用長為的細(xì)繩將質(zhì)量為的小球B（可視為質(zhì)點(diǎn)）懸掛于O點(diǎn)，小球B的下端恰好與水平面接觸，質(zhì)量為的小球A（可視為質(zhì)點(diǎn)）自圓弧軌道C的正上方H高處由靜止釋放，恰好從圓弧軌道的C點(diǎn)切入圓弧軌道，已知小球A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù),細(xì)繩的最大張力,重力加速度為，試求：
 
（1）若，小球A到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)D時(shí)所受軌道的支持力；
（2）試討論在什么范圍內(nèi)，小球A與B發(fā)生彈性碰撞后細(xì)繩始終處于拉直狀態(tài)。

（1），方向豎直向上。（2）和

解析試題分析: （1）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的速度為
對小球在從靜止上落到D點(diǎn)時(shí)，由機(jī)械能守恒定律：   ①
在D點(diǎn)由牛頓第二定律：           ②
由①②得，方向豎直向上。
（2）設(shè)A與B碰前速度為，碰后A的速度為，B的速度為，
則A與B碰撞過程有：         ③
彈性碰撞滿足機(jī)械能守恒：           ④
由③④得A、B在碰撞過程中會(huì)發(fā)生速度交換。，      ⑤
A在由靜止到碰撞前過程由動(dòng)能定理有：  ⑥
若碰后B能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則細(xì)繩始終處于拉直狀態(tài)，設(shè)小球B在最高處速度為，
則在最高處有：，得           ⑦
小球B在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩受力最大，則有        ⑧
小球B從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)由動(dòng)能定理有： ⑨
聯(lián)立①④⑤⑥⑦⑧⑨解得：             ⑩
若A與B碰后B擺動(dòng)的最大高度小于，則細(xì)繩也始終處于拉直狀態(tài)，
則根據(jù)機(jī)械能守恒有：        ?
要保證A與B能發(fā)生碰撞，則          ?
聯(lián)立①④⑤⑥??解得：        ?
故小球A與B發(fā)生彈性碰撞后細(xì)繩始終處于拉直狀態(tài)的范圍：和
考點(diǎn)：本題考查了動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律、動(dòng)能定理、牛頓第二定律。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

某同學(xué)做拍打籃球的游戲，要控制籃球，使其重心在距地面高度為h=0.9m的范圍內(nèi)做豎直方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如圖所示。每次要在最高點(diǎn)時(shí)用手開始擊打籃球，手與球作用一段距離后分開，球落地反彈。已知球反彈的速度v2的大小是落地速度v1大小的4/5，反彈后恰好達(dá)到最高點(diǎn)，球與地面的作用時(shí)間為t=0.1s，籃球的質(zhì)量m=0.5kg，半徑為R=0.1m，若地面對球的作用力可視為恒力，籃球與地面碰撞時(shí)認(rèn)為重心不變，忽略空氣阻力和籃球的轉(zhuǎn)動(dòng)。求（1）球反彈的速度v2.（2）地面對球的作用力F（g取10m/s2）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（19分）水上滑梯可簡化成如圖所示的模型：傾角為θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑連接，起點(diǎn)A距水面的高度H=7.0m，BC長d=2.0m，端點(diǎn)C距水面的高度h="1.0m." 一質(zhì)量m=50kg的運(yùn)動(dòng)員從滑道起點(diǎn)A點(diǎn)無初速地自由滑下,運(yùn)動(dòng)員與AB、BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.10，（cos37°=0.8，sin37°=0.6，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中可視為質(zhì)點(diǎn)）求：

（1）運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑時(shí)加速度的大小a；
（2）運(yùn)動(dòng)員從A滑到C的過程中克服摩擦力所做的功W和到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小υ；
（3）保持水平滑道端點(diǎn)在同一豎直線上，調(diào)節(jié)水平滑道高度h和長度d到圖中B′C′位置時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從滑梯平拋到水面的水平位移最大，求此時(shí)滑道B′C′距水面的高度h′。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（8分）一輛質(zhì)量為2t的汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是75kw，當(dāng)它在水平公路上勻速行駛時(shí)最大速度可達(dá)25m/s，設(shè)汽車阻力不變，問：
（1）當(dāng)汽車以20m/s的速度勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率是多少？
（2）當(dāng)汽車以額定功率行駛，加速度a=2.25m/s2時(shí)，汽車的速度多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

用如圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組成的壓力傳感器．用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0 kg的滑塊可無摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后．汽車靜止時(shí)，傳感器a、b的示數(shù)均為 10 N（取g=10 m／s2）．（1）若傳感器a的示數(shù)為 14 N、b的示數(shù)為6.0 N，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向．（2）當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，正方形木板水平放置在地面上，木板的中心靜置一小滑塊。為將木板從滑塊下抽出，需要對木板施加一個(gè)作用線通過木板中心點(diǎn)的水平恒力F．已知木板邊長L=m，質(zhì)量M= 3kg，滑塊質(zhì)量m=2kg，滑塊與木板、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為（取g=10，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），求：

（1）水平拉力至少多大才能將木板抽出；
（2）當(dāng)水平恒力F=29N時(shí)，在木板抽出時(shí)滑塊能獲得的最大速度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

一長=0.80m的輕繩一端固定在點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量=0.10kg的小球，懸點(diǎn)距離水平地面的高度H = 1.00m。開始時(shí)小球處于點(diǎn)，此時(shí)輕繩拉直處于水平方向上，如圖所示。讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，輕繩碰到懸點(diǎn)正下方一個(gè)固定的釘子P時(shí)立刻斷裂。不計(jì)輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大小；
（2）繩斷裂后球從點(diǎn)拋出并落在水平地面的C點(diǎn)，求C點(diǎn)與點(diǎn)之間的水平距離；
（3）若OP=0.6m，輕繩碰到釘子P時(shí)繩中拉力達(dá)到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

在方向水平的勻強(qiáng)電場中，絕緣細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，另一端懸掛于O點(diǎn)。將小球拿到A點(diǎn)（此時(shí)細(xì)線與電場方向平行）無初速釋放，已知小球擺到B點(diǎn)時(shí)速度為零，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=30°，求：

（1）小球速度最大的位置。
（2）小球速度最大時(shí)細(xì)線對小球的拉力。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內(nèi)、管口B、C的連線是水平直徑，現(xiàn)有一帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落，A、B兩點(diǎn)間距離為4R，從小球進(jìn)入管口開始，整個(gè)空間中突然加上一個(gè)勻強(qiáng)電場，電場力在豎直方向的分力與重力大小相等、方向相反，結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后，其運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過A點(diǎn)，設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量不變，重力加速度為g．求：

(1)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度大��；
(2)小球受到的電場力的大小和方向；
(3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)對圓管壁的壓力．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案