如图所示,AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道,BC为光滑水平轨道,CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连,BC与弧CD相切。已知AB长为L=10m,倾角θ=37°,BC长s=4m,CD弧的半径为R=2m,O为其圆心,∠COD=143°。整个装置处在水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=1×103N/C。一质量为m=0.4kg、电荷量为q= +3×10 -3C的物体从A点以初速度vA=15m/s沿AB轨道开始运动。若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,物体运动过程中电荷量不变。求:
(1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力对物体所做的总功;
(2)物体到达B点的速度;
(3)通过计算说明物体能否到达D点。
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如图所示,AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道,BC为光滑水平轨道,CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连,BC与弧CD相切。已知AB长为L=10m,倾角θ=37°,BC长s=4m,CD弧的半径为R=2m,O为其圆心,∠COD=143°。整个装置处在水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=1×103N/C。一质量为m=0.4kg、电荷量为q= +3×10 -3C的物体从A点以初速度vA=15m/s沿AB轨道开始运动。若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,物体运动过程中电荷量不变。求:
(1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力对物体所做的总功;
(2)物体到达B点的速度;
(3)通过计算说明物体能否到达D点。
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如图所示,AB为固定在竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道,其半径为R=0.8m.轨道的B点与光滑水平地面相切,质量为m=0.2kg的小球由A点静止释放,通过光滑的圆弧轨道与光滑水平面BC后滑上固定的粗糙曲面CD,恰能到达最高点D。已知D到地面的高度为h=0.6m,g取10m/s2。求:
(1)小球滑到最低点B时速度vB的大小;
(2)小球在粗糙曲面CD上由C→D过程中重力、摩擦力所做的功分别是多少?
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如图所示,AB为固定在竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道,其半径为R=0.8m.轨道的B点与光滑水平地面相切,质量为m=0.2kg的小球由A点静止释放,通过光滑的圆弧轨道与光滑水平面BC后滑上固定的粗糙曲面CD,恰能到达最高点D。已知D到地面的高度为h=0.6m,g取10m/s2。求:
(1)小球滑到最低点B时速度vB的大小;
(2)小球在粗糙曲面CD上由C→D过程中重力、摩擦力所做的功分别是多少?
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为了研究过山车的原理,某同学提出下列设想:取一个与水平方向夹角、长的粗糙倾斜轨道,通过光滑水平轨道与竖直粗糙圆轨道相连,出口为水平轨道。其中与轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个质量的小物块以初速度,从某一高处水平抛出,到点时的速度方向恰沿方向,并沿倾斜轨道滑下,已知物块与倾斜轨道间的动摩擦因数。(取, , )
(1)求小物块到达点时的速度大小。
(2)若小物块在圆轨道最高点处恰好无压力,且在圆轨道最低点时对点的压力为,求圆轨道的半径和小物块在处的速度大小。
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为了研究过山车的原理,某同学提出下列设想:取一个与水平方向夹角、长的粗糙倾斜轨道,通过光滑水平轨道与竖直粗糙圆轨道相连,出口为水平轨道。其中与轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个质量的小物块以初速度,从某一高处水平抛出,到点时的速度方向恰沿方向,并沿倾斜轨道滑下,已知物块与倾斜轨道间的动摩擦因数。(取, , )
(1)求小物块到达点时的速度大小。
(2)若小物块在圆轨道最高点处恰好无压力,且在圆轨道最低点时对点的压力为,求圆轨道的半径和小物块在处的速度大小。
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如图所示,半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上,质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0=2m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D两点间的水平距离L=1.2m,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2.求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B点的速度vB的大小;
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.
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如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,此时弹簧的弹性势能Epm=0.8 J,已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:
(1)小物块从A点运动至B点的时间;
(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时,对轨道的压力大小;
(3)C、D两点间的水平距离L.
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如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,此时弹簧的弹性势能Epm=0.8 J,已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:
(1)小物块从A点运动至B点的时间;
(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时,对轨道的压力大小;
(3)C、D两点间的水平距离L.
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如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,此时弹簧的弹性势能Epm=0.8 J,已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:
(1)小物块从A点运动至B点的时间;
(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时,对轨道的压力大小;
(3)C、D两点间的水平距离L.
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如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,此时弹簧的弹性势能Epm=0.8 J,已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:
(1)小物块从A点运动至B点的时间;
(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时,对轨道的压力大小;
(3)C、D两点间的水平距离L.
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