如图所示,在某竖直平面内固定一由斜面AB、水平面BC和半径R=20cm的半圆CD组成的光滑轨道,水平轨道足够长,半圆CD圆心为O,与水平面相切于C点,直径CD垂直于BC.可视为质点的甲、乙两球质量均为m=l.0×10-2kg,现将小球甲从斜面上距BC高为的A点由静止释放,到达B点后只保留水平分速度沿水平面运动,与静止在C点小球乙发生弹性碰撞,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,则甲、乙碰后瞬间,乙对半圆轨道最低点C处的压力;
(2)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求斜面与水平面的夹角;
(3)若将甲仍从A点释放,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到C点的最短距离.
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如图所示,在某竖直平面内固定一由斜面AB、水平面BC和半径R=20cm的半圆CD组成的光滑轨道,水平轨道足够长,半圆CD圆心为O,与水平面相切于C点,直径CD垂直于BC.可视为质点的甲、乙两球质量均为m=l.0×10-2kg,现将小球甲从斜面上距BC高为的A点由静止释放,到达B点后只保留水平分速度沿水平面运动,与静止在C点小球乙发生弹性碰撞,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,则甲、乙碰后瞬间,乙对半圆轨道最低点C处的压力;
(2)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求斜面与水平面的夹角;
(3)若将甲仍从A点释放,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到C点的最短距离.
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如图所示,在某竖直平面内固定一由斜面AB、水平面BC和半径R=20cm的半圆CD组成的光滑轨道,水平轨道足够长,半圆CD圆心为O,与水平面相切于C点,直径CD垂直于BC.可视为质点的甲、乙两球质量均为m=l.0×10-2kg,现将小球甲从斜面上距BC高为的A点由静止释放,到达B点后只保留水平分速度沿水平面运动,与静止在C点小球乙发生弹性碰撞,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,则甲、乙碰后瞬间,乙对半圆轨道最低点C处的压力;
(2)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求斜面与水平面的夹角;
(3)若将甲仍从A点释放,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到C点的最短距离.
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如图,半径R=2 m的光滑半圆轨道AC ,倾角为θ=37°的粗糙斜面轨道BD固定在同一竖直平面内 ,两轨道之间由一条足够长的光滑水平轨道AB相连,B处用光滑小圆弧平滑连接。在水平轨道上,用挡板将a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态,物块与弹簧不拴接。只放开左侧挡板,物块a恰好能通过半圆轨道最高点C;只放开右侧挡板,物块b恰好能到达斜面轨道最高点D。已知物块a 的质量为m1=5 kg,物块b的质量为m2=2.5kg,物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,物块到达A点或B点之前已和弹簧分离。重力加速度g取10,sin37°=0.6,cos37°=0.8 。求:
(1)斜面轨道BD的高度h;
(2)现将a物块换成质量为M=2.5kg的物块p,用挡板重新将a、b两物块间的轻质弹簧挡住后处于静止状态,同时放开左右两挡板,物块b仍恰好能到达斜面轨道最高点D,求此问中弹簧储存的弹性势能以及物块p离开C后的落点到A的距离。
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(12分)如图,固定在水平面上组合轨道,由光滑的斜面、光滑的竖直半圆(半径R=2.5m)与粗糙的水平轨道组成;水平轨道动摩擦因数μ=0.25,与半圆的最低点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m=0.1kg的小球从斜面上A处静止开始滑下,并恰好能到达半圆轨道最高点D,且水平抛出,落在水平轨道的最左端B点处。不计空气阻力,小球在经过斜面与水平轨道连接处时不计能量损失,g取10m/s2。求:
(1)小球出D点的速度v;
(2)水平轨道BC的长度x;
(3)小球开始下落的高度h。
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如图,固定在水平面上组合轨道,由光滑的斜面、光滑的竖直半圆(半径R=2.5m)与粗糙的水平轨道组成;水平轨道摩擦因数μ=0.25,与半圆的最低点相切,轨道固定在水平面上.一个质量为m=0.1kg的小球从斜面上A处静止开始滑下,并恰好能到达半圆轨道最高点D,且水平抛出,落在水平轨道的最左端B点处.不计空气阻力,小球在经过斜面与水平轨道连接处时不计能量损失,g取10m/s2.求:
(1)小球出D点的速度v;
(2)水平轨道BC的长度x;
(3)小球开始下落的高度h.
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如图,固定在水平面上组合轨道,由光滑的斜面、光滑的竖直半圆(半径R=2.5m)与粗糙的水平轨道组成;水平轨道摩擦因数μ=0.25,与半圆的最低点相切,轨道固定在水平面上.一个质量为m=0.1kg的小球从斜面上A处静止开始滑下,并恰好能到达半圆轨道最高点D,且水平抛出,落在水平轨道的最左端B点处.不计空气阻力,小球在经过斜面与水平轨道连接处时不计能量损失,g取10m/s2.求:
(1)小球出D点的速度v;
(2)水平轨道BC的长度x;
(3)小球开始下落的高度h.
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如图所示,一轻质弹簧固定在竖直墙上,质量为m的滑块(可视为质点)放置在光滑水平面上,一表面光滑,半径为R的半圆形轨道固定在水平面上,左端与水平面平滑连接,在半圆轨道右侧有一倾角为斜面固定在水平地面上,有一不计厚度,长度为,质量为M木板恰好能静止在斜面上,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,木板下端距斜面底端为,下列操作中,弹簧始终在弹性限度之内,重力加速度为g。
(1)用水平力缓慢推m,使弹簧压缩到一定程度,然后释放,m恰能运动到圆轨道P处脱离轨道,且OP与竖直方向夹角为。求:(I)弹簧压缩最短时弹性势能(2)m通过圆轨道最高点Q时对轨道压力。
(2)再次用力缓慢推m压缩弹簧,释放后,m运动到Q点水平抛出,恰好能以速度沿平行于斜面方向落到木板顶端,当木板下端下滑到斜面底端时,m恰好滑至木板下端,且与木板速度相等。求:木板从开始运动到木板下端到达斜面底端过程中,系统损失的机械能。
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如图,斜面、水平轨道和半径R=2.5m的竖直半圆组成光滑轨道,水平轨道与半圆的最低点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m=0.1kg的小球从水平地面上A点斜向上抛出,并在半圆轨道最高点D水平进入轨道,然后沿斜面向上,达到最大高度h=6.25m。(不计空气阻力,小球在经过斜面与水平轨道连接处时不计能量损失。(g取10m/s2) 求
(1)小球抛出时的速度(角度可用三角函数表示)
(2)小球抛出点A到D的水平距离
(3)小球运动到半圆轨道最低点时球对轨道的压力
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如图所示,半径为的粗糙半圆环轨道,与高为的光滑斜轨道,固定在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑足够长的水平轨道相连,水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡.在水平轨道上,轻质弹簧被、两小球挤压,处于静止状态.同时释放两个小球(弹簧与小球不连在一起),球恰好能到达斜轨道的最高点, 球恰好能到圆环轨道最高点.已知球质量为, 球质量为.取重力加速度.求:
(1)球离开弹簧时的速度大小;
(2)球离开弹簧时的速度大小.
(3)释放小球前弹簧的弹性势能.
(4)球从点到点的过程中,克服摩擦力所做的功.
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如图所示,水平面的AB部分光滑(AB部分足够长)且与半径R=0.4m的固定光滑竖直半圆轨道在B点相切,D点为半圆轨道最高点,A点的右侧连接一粗糙的水平面。用轻质细线连接甲、乙两物体,中间夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不拴接。甲的质量=4kg,乙的质量=5kg,甲、乙静止放在AB部分的某位置,烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过D点时对轨道的压力恰好为零。取g=10m/s2,甲、乙两物体均可看作质点,求:
(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小;
(2)在弹簧压缩量相同的情况下,若固定甲物体,烧断细线,乙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数为=0.4的粗糙水平面,求乙物体在粗糙水平面运动的位移S。
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