高三物理解答题中等难度题
如图所示,在竖直平面内,由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半圆形轨道CD连接而成的光滑轨道,AB与BC的连接处是半径很小的圆弧,BC与CD相切,圆形轨道CD的半径为R.质量为m的小物块从倾斜轨道上距水平面高为h=3R处由静止开始下滑.求:
(1)小物块通过B点时速度vB的大小;
(2)试通过计算说明,小物块能否通过圆形轨道的最高点D.
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如图所示,在竖直平面内,由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半圆形轨道CD连接而成的光滑轨道,AB与BC的连接处是半径很小的圆弧,BC与CD相切,圆形轨道CD的半径为R。质量为m的小物块从倾斜轨道上距水平面高为h=3R处由静止开始下滑。求:
(1)小物块通过B点时速度vB的大小;
(2)试通过计算说明,小物块能否通过圆形轨道的最高点D。
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如图所示,为表面粗糙的倾斜放置的长直轨道,轨道底端与一半径为的光滑半圆轨道平滑连接于点,另一完全相同的半圆轨道在点与对接,之间有一很小的缝隙,其中在同一竖直线上。在倾斜轨道上距离水平地面高为的处无初速度地释放一小球(小球可视为质点,其直径略小于狭缝),则小球能沿轨道运动,且从点飞出,落地点与点的间距为。已知小球的质量为, 求
(1)小球在点时的速度大小?
(2)小球运动到点时对轨道的压力大小?
(3)整个运动过程中克服摩擦力所做的功?
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在竖直平面内一倾用为θ=530的倾斜光滑轨道AB,其B端与水平光滑轨道BC由一段大小可不计的光滑圆弧平滑连接,水平光滑轨道的C端与一竖直光滑半圆轨道相连接,其半径为R,如下图所示,其中A与半圆轨道的最高点D点等高。在半圆轨道左侧空间加一竖直向下的匀强电场(D、C两点在电场外紧靠电场),一质量为m、电荷为+q的小球从A点由静止释放,到达D点时对轨道的压力为小球重力的3倍,且离开D点后恰好垂直打在倾斜轨道AB上。不考虑小球在运动过程中的电荷的变化,重力加速度为g,试确定:
(1)电场强度E的大小;
(2)水平轨道BC的长度。
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如图,ABCD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是倾斜的,倾角为370,BC段是水平的,CD段为半径R=0.15 m的半圆,三段轨道均光滑连接,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103 V/m。一带正电的导体小球甲,在A点从静止开始沿轨道运动,与静止在C点不带电的相同小球乙发生弹性碰撞,碰撞后速度交换。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,小球甲所带电荷量为q甲=2.0×10-5C,g取10 m/s2,假设甲、乙两球可视为质点,并不考虑它们之间的静电力,且整个运动过程与轨道间无电荷转移。
(1)若甲、乙两球碰撞后,小球乙恰能通过轨道的最高点D,试求小球乙在刚过C点时对轨道的压力;
(2)若水平轨道足够长,在甲、乙两球碰撞后,小球乙能通过轨道的最高点D,则小球甲应至少从距BC水平面多高的地方滑下?
(3)若倾斜轨道AB可在水平轨道上移动,在满足(1)问和能垂直打在倾斜轨道的条件下,试问小球乙在离开D点后经多长时间打在倾斜轨道AB上?
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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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(15分)如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为.已知小球质量m,不计空气阻力,求:
(1)小球从E点水平飞出时的速度大小;
(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力;
(3)小球从A至E运动过程中克服摩擦阻力做的功.
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