【題目】AB是長度為4l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示.質量為m的物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,P以初速度v0= 開始沿軌道運動,重力加速度大小為g.求P到達B點時速度的大小,以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點間的距離.

【答案】解:物塊從A到B的過程,由動能定理得:

﹣μmg4l=

又 v0=

聯(lián)立解得:vB=

物體P從B到D的過程,由機械能守恒定律得:

mg2l+ =

解得:vD=

所以物體P能到達D點,且物體P離開D點后做平拋運動,

豎直方向有 2l= gt2

水平方向有 x=vDt

解得:x=2 l

即落地點與B點間的距離為2 l.

答:P到達B點時速度的大小是 ,它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點間的距離是2 l.


【解析】先研究AB過程,由動能定理求出物體P滑到B點時的速度,由機械能守恒定律求出物體P到達D點的速度.物體P離開D點后做平拋運動,由平拋運動的規(guī)律求水平距離.
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件,利用平拋運動和動能定理的綜合應用的相關知識可以得到問題的答案,需要掌握特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動;運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動;應用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷.

練習冊系列答案
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【題目】201210月,奧地利極限運動員菲利克斯·鮑姆加特納乘氣球升至約39km的高空后跳下,經(jīng)過420秒到達距地面約1.5km高度處,打開降落傘并成功落地,打破了跳傘運動的多項世界紀錄,取重力加速度的大小g=10m/s2.

1)忽略空氣阻力,求該運動員從靜止開始下落到1.5km高度處所需要的時間及其在此處速度的大小

2)實際上物體在空氣中運動時會受到空氣阻力,高速運動受阻力大小可近似表示為f=kv2,其中v為速率,k為阻力系數(shù),其數(shù)值與物體的形狀,橫截面積及空氣密度有關,已知該運動員在某段時間內高速下落的v—t圖象如圖所示,著陸過程中,運動員和所攜裝備的總質量m=100kg,試估算該運動員在達到最大速度時所受阻力的阻力系數(shù)(結果保留1位有效數(shù)字)。

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【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有小球A以初速度v0向左運動,同時刻一個小孩在A球正上方以v0的速度將B球平拋出去,最后落于C點,則( )

A.小球A先到達C點
B.小球B先到達C點
C.兩球同時到達C點
D.不能確定

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【題目】如圖所示,在水平光滑地面上有A、B兩個木塊,A、B之間用一輕彈簧連接.A靠在墻壁上,用力F向左推B使兩木塊之間彈簧壓縮并處于靜止狀態(tài).若突然撤去力F,則下列說法中正確的是( )

A.木塊A離開墻壁前,A,B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,機械能也守恒
B.木塊A離開墻壁前,A,B和彈簧組成的系統(tǒng)動量不守恒,但機械能守恒
C.木塊A離開墻壁后,A,B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,機械能也守恒
D.木塊A離開墻壁后,A,B和彈簧組成的系統(tǒng)動量不守恒,但機械能守恒

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【題目】如圖所示,太陽系各行星可近似看成在同一平面內沿同一方向繞太陽做勻速圓周運動.設天王星公轉周期為,公轉半徑為;地球公轉周期為,公轉半徑為.不計兩行星之間的引力作用,萬有引力常量為,當?shù)厍蚝吞焱跣沁\行到太陽兩側,且三者排成一條直線時,下列說法正確的是(

A. 太陽的質量為

B. 天王星公轉速度大于地球公轉速度

C. 地球與天王星相距最近至少需經(jīng)歷

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【題目】某高速公路單向有兩條車道,最高限速分別為120km/h、100km/h.按規(guī)定在高速公路上行駛車輛的最小間距(單位:m)應為車速(單位:km/h)的2倍,即限速為100km/h的車道,前后車距至少應為200m.求:

1)兩條車道中限定的車流量(每小時通過某一位置的車輛總數(shù))之比;

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