如图,竖直平面内粗糙直杆与半径为R=2.5m的光滑1/4圆弧轨道平滑连接,直径略大于杆截面直径的小环质量为m=2kg。与竖直方向成α=37°的恒力F作用在小环上,使它从A点由静止开始沿杆向上运动,当小环运动到半圆弧轨道左端B点时撤去F,小环沿圆轨道上滑到最高点C处时与轨道无弹力作用。AB间的距离为5m,小环与直杆间的动摩擦因数为0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)小环在C处时的速度大小;
(2)小环在B处时的速度大小;
(3)恒力F的大小。
高三物理解答题中等难度题
如图,竖直平面内粗糙直杆与半径为R=2.5m的光滑1/4圆弧轨道平滑连接,直径略大于杆截面直径的小环质量为m=2kg。与竖直方向成α=37°的恒力F作用在小环上,使它从A点由静止开始沿杆向上运动,当小环运动到半圆弧轨道左端B点时撤去F,小环沿圆轨道上滑到最高点C处时与轨道无弹力作用。AB间的距离为5m,小环与直杆间的动摩擦因数为0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)小环在C处时的速度大小;
(2)小环在B处时的速度大小;
(3)恒力F的大小。
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如图,ABC为金属杆做成的轨道,固定在竖直平面内。轨道的AB段水平粗糙,BC段由半径为R=0.1m的两段光滑圆弧平滑连接而成。一质量m=0.2kg的小环套在杆上,在与水平方向成α=37°的恒定拉力F作用下,从A点由静止开始运动,经时间t=0.4s到达B点,然后撤去拉力F,小环沿轨道上滑,到达C处恰好掉落做自由落体运动。小环与水平直杆间动摩擦因数μ=0.5。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)小环到达B点时的速度大小vB;
(2)拉力F的大小;
(3)若拉力F=4N,小环沿水平直杆运动的加速度大小a'。
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如图,ABC为金属杆做成的轨道,固定在竖直平面内。轨道的AB段水平粗糙,BC段由半径为R=0.1m的两段光滑圆弧平滑连接而成。一质量m=0.2kg的小环套在杆上,在与水平方向成α=37°的恒定拉力F作用下,从A点由静止开始运动,经时间t=0.4s到达B点,然后撤去拉力F,小环沿轨道上滑,到达C处恰好掉落做自由落体运动。小环与水平直杆间动摩擦因数μ=0.5。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)小环到达B点时的速度大小vB;
(2)拉力F的大小;
(3)若拉力F=4N,小环沿水平直杆运动的加速度大小a'。
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如图所示,在竖直平面內有一粗糙斜面轨道AB与光滑圆弧轨道BC在B点平滑连接(滑块经过B点时速度大小不变),斜面轨道长L=2.5m,斜面倾角θ=37°,O点是圆弧轨道圆心,OB竖直,圆弧轨道半径R=1m,圆心角θ=37°,C点距水平地面的高度h=0.512m,整个轨道是固定的。一质量m=1kg的滑块在A点由静止释放,最终落到水平地面上。滑块可视为质点,滑块与斜而轨道之间的动摩擦因数μ=0.25,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,求:
(1)滑块经过圆弧轨道最低点B时,对圆弧轨道的压力;
(2)渭块离开C点后在空中运动的时间t。
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如图所示,竖直平面内光滑水平轨道与班级R=0.4m的竖直固定粗糙圆弧轨道在B点平滑连接,且过B点的圆弧轨道切线水平,质量m=1kg的物块(可视为质点)静置于光滑水平轨道上B点左上方距离B点x=2.5m的A点。现对物块施加大小F=9N的水平向右的拉力,在物块到达B点前瞬间撤去F,物块到达圆弧轨道最高点C后继续竖直向上运动,经时间t=0.8s,空气阻力不计,取,求:
(1)物块到达C点时对轨道的压力的大小N;
(2)物块从B点沿圆弧轨道滑到C点的过程中由于摩擦力产生的热量Q。
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如图所示,竖直平面内光滑水平轨道与班级R=0.4m的竖直固定粗糙圆弧轨道在B点平滑连接,且过B点的圆弧轨道切线水平,质量m=1kg的物块(可视为质点)静置于光滑水平轨道上B点左上方距离B点x=2.5m的A点。现对物块施加大小F=9N的水平向右的拉力,在物块到达B点前瞬间撤去F,物块到达圆弧轨道最高点C后继续竖直向上运动,经时间t=0.8s,空气阻力不计,取,求:
(1)物块到达C点时对轨道的压力的大小N;
(2)物块从B点沿圆弧轨道滑到C点的过程中由于摩擦力产生的热量Q。
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(11分)如图所示,一条轨道固定在竖直平面内,水平段ab粗糙,其距离为s=3m。在b点平滑过度,bcd段光滑,cd 段是以O为圆心、半径为R=0.4m的一小段圆弧。质量为m=2kg的小物块静止于a处,在一与水平方向成θ角的恒力F作用下 开始沿轨道匀加速运动,小物块到达b处时撤去该恒力,小物块继续运动到d处时速度水平,此时轨道对小物块的支持力大小为=15N。小物块与ab段的动摩擦因数为μ=0.5, g取10m/s2.求:
(1)小物块到达b点时的速度大小;
(2)恒力F的最小值Fmin。(计算结果可以用分式或根号表示)
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如图所示、绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m;在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C.现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C,求:
(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力;
(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功。
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如图所示,DB为水平粗糙轨道,倾斜光滑直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上,DB与圆弧BC在B点相切,轨道DB与轨道BC平滑连接,且在同一竖直平面内。一质量m=0.4kg的小物块,在与水平面成某一夹角的拉力F作用下,以v0=2m/s的初速度,由D点运动到A点,到达A点时速度为v=10m/s。立即撤掉外力F,小物块继续沿轨道AB运动,并恰好能冲到轨道BC的最高点C点。己知D、A之间的距离L1=5m,DB之间的距离L2=21m,小物块与轨道DB之间的动摩擦因数为0.2。重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小物块受到的拉力F的最小值(结果保留1位有效数字)
(2)求倾斜轨道的高度
(3)求小物块从A到C的运动时间
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如图所示,光滑四分之一圆弧形轨道AB与粗糙水平轨道BD的B端平滑连接,圆弧轨道半径R=0.40m,整个装置处理在竖直平面内。有一质量m=0.10kg的物块P(可视为质点)放在与圆心等高的A点,从静止开始滑下,与水平轨道上C点质量也为m的静止物块Q发生弹性碰撞,BC的距离L=1.0m,水平地面BD与物块P、Q之间的动摩擦因数μ=0.2,求
(1)物块P运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨的压力;
(2)碰撞后瞬间物块Q的速度大小;
(3)若在D处放上一竖直的弹性挡板,CD间距也为L=1.0m,P物块释放点离水平轨道的高度为h,要使PQ之间只发生一次碰撞,求h的取值范围。(P可以从圆轨道上或A点正上方某位置释放)
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