(20分)一輕質(zhì)細(xì)繩一端系一質(zhì)量為kg的小球A,另一端掛在光滑水平軸O 上,O到小球的距離為L=0.1m,小球跟水平面接觸,但無相互作用,在球的兩側(cè)等距離處分別固定一個光滑的斜面和一個擋板,如圖所示,水平距離s=2m,動摩擦因數(shù)μ=0.25.現(xiàn)有一小滑塊B,質(zhì)量也為,從斜面上滑下,每次與小球碰撞時相互交換速度,且與擋板碰撞不損失機(jī)械能.若不計空氣阻力,并將滑塊和小球都視為質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,(斜面底端與水平面光滑連接,即滑塊通過連接點(diǎn)時無機(jī)械能損失)。試問:

(1)若滑塊B從h=5m處滑下,要保證運(yùn)動過程中繩子不會斷,繩子的最大承受拉力至少應(yīng)為多大。
(2)若滑塊B從斜面某一高度處滑下與小球第一次碰撞后,使小球恰好在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動,求此高度。
(3)若滑塊B從H="4.9m" 處下滑與小球碰撞后,小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,求小球做完整圓周運(yùn)動的次數(shù)n.

(1)T=48N (2)0.5m (3)9次

解析試題分析:(1)若滑塊從h=5m處第一定下滑到將要與小球碰撞時速度V1,此時繩子拉力最大為T,則有:
mgh-umg=m
滑塊與小球碰后的瞬間,同時滑塊靜止,小球以相同的速度開始作圓周運(yùn)動,繩的拉力T和重力的合力充當(dāng)向心力,則有:   T-mg=
解得   T=48N
(2)小球剛能完成一次完整的圓周運(yùn)動,它到最高點(diǎn)的速度為v0,在最高點(diǎn),公有重力充當(dāng)向心力,則有:
Mg=m
在小球從h處運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中,機(jī)械能守恒,則有:
Mg(h1-2L)-umg=m
解得h1=0.5m
(3)滑塊和小球第一次碰撞后的能量為E1則:
E1=mgH-umg
滑塊和小球第一次碰撞后,每在平面上經(jīng)s路程后再次碰撞,設(shè)能完成n次完整的圓周運(yùn)動,則:
E1-(n-1)umgs=m+2mgL
解得n=9.8次
即能完成9次完整的圓周運(yùn)動
考點(diǎn):牛頓第二定律、動能定理、能量守恒定律、

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,整個空間中突然加上一個勻強(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)動軌跡經(jīng)過A點(diǎn),設(shè)小球在運(yùn)動過程中電荷量不變,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處時對圓管壁的壓力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

放在水平地面上一質(zhì)量為m=2kg的質(zhì)點(diǎn),在水平恒定外力作用下由靜止開始沿直線運(yùn)動,4 s內(nèi)通過8 m的距離,此后撤去外力,質(zhì)點(diǎn)又運(yùn)動了2 s停止,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程中所受阻力大小不變,求:
(1)撤去水平恒定外力時質(zhì)點(diǎn)的速度大。
(2)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程中所受到的阻力大。
(3)質(zhì)點(diǎn)所受水平恒定外力的大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

質(zhì)量均為m的三個帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平面上,相鄰球間的距離均為L,A球帶電量qA=+10q;B球帶電量qB=+q.若在C球上加一個水平向右的恒力F,如圖所示,要使三球能始終保持L的間距向右運(yùn)動,則:


(1)C球帶電性質(zhì)是什么?
(2)外力F為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分) 如圖所示,長度為L的細(xì)繩上端固定在天花板上O點(diǎn),下端拴著質(zhì)量為m的小球。當(dāng)把細(xì)繩拉直時,細(xì)繩與豎直線的夾角為θ=60°,此時小球靜止于光滑的水平面上。

(1)當(dāng)球以角速度做圓錐擺運(yùn)動時,水平面受到的壓力N是多大?
(2)當(dāng)球以角速度做圓錐擺運(yùn)動時,細(xì)繩的張力T為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)表演“頂竿”雜技時,一人站在地上(稱為“底人”),肩上扛一長6 m,質(zhì)量為5 kg的竹竿.一質(zhì)量為40 kg的演員在竿頂從靜止開始先勻加速再勻減速下滑,滑到竿底時速度正好為零.假設(shè)加速時的加速度大小是減速時的2倍.下滑總時間為3 s,兩階段竹竿對“底人”的壓力分別為多大?(g取10 m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分)一顆人造地球衛(wèi)星在繞地球做勻速圓周運(yùn)動,衛(wèi)星距地面的高度是地球半徑的15倍,即h=15R,試計算此衛(wèi)星的線速度大小。已知地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖所示,BC為半徑等于豎直放置的光滑細(xì)圓管,O為細(xì)圓管的圓心,在圓管的末端C連接傾斜角為450的足夠長粗糙斜面,一質(zhì)量為m=0.5kg的小球從O點(diǎn)正上方某處A點(diǎn)以V0水平拋出,恰好能垂直O(jiān)B從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管,小球從進(jìn)入圓管開始受到始終豎直向上的力F=5N的作用,當(dāng)小球運(yùn)動到圓管的末端C時作用力F立即消失,能平滑的沖上粗糙斜面。(g=10m/s2)求:

(1)小球從O點(diǎn)的正上方某處A點(diǎn)水平拋出的初速度v0為多少?
(2)小球在圓管中運(yùn)動對圓管的壓力是多少?
(3)小球在CD斜面上運(yùn)動的最大位移是多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案