题目内容

如图所示，半径为R的3/4圆周轨道固定在竖直平面内，O为圆轨道的圆心，D为圆轨道的最高点，圆轨道内壁光滑，圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高。质量为m的小球从离B点高度为h处的A点由静止开始下落，从B点进入圆轨道，小球能通过圆轨道的最高点，并且在最高点对轨道的额压力不超过3mg。现由物理知识推知，小球下落高度h与圆轨道半径R及小球经过D点时的速度vD之间的关系为。

（1）求高度h应满足的条件；
（2）通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上，并求落点与B点水平距离的范围。
（1）（2）

试题分析：（1）当小球刚好通过最高点时重力提供向心力，则应有：

解得
由题设条件可得此时对应的AB间高度h为

（2）由（1）知在最高点D速度至少为

此时飞离D后平抛，有：
，
联立解得

故能落在水平面BC上。
当小球在最高点对轨道的压力为3mg时有

解得

飞离D后平抛
，
联立解得
故落点与B点水平距离的范围为
练习册系列答案
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2008年9月25日21时10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的“神舟七号”飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功，9月27日翟志刚成功实施了太空行走，已知“神舟七号”飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的质量和半径分别为M和R，万有引力常量为G，在该轨道上，“神舟七号”航天飞船（ ）
A．运行的线速度
B．运行的线速度小于第一宇宙速度
C．运行时的向心加速度大小为
D．翟志刚太空行走时速度很小，可认为没有加速度
下列各力中按照性质命名的是（　　）
A．下滑力B．库仑力C．斥力D．支持力
关于力的下列说法正确的是（　　）
①力是改变物体运动状态的原因
②力是使物体产生形变的原因
③只有相互接触的物体才有力的作用
④在国际单位制中，力的单位是牛顿．
A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④
如图所示，斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接，斜面的倾角为37°，一质量为0.5kg的物块从斜面上距斜面底端B点5m处的A点由静止释放．已知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为0.3。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）

（1）物块在水平面上滑行的时间为多少？
（2）若物块开始静止在水平面上距B点10m 的C点处，用大小为4.5N的水平恒力向右拉该物块，到B点撤去此力，物块第一次到A点时的速度为多大？
（3）若物块开始静止在水平面上距B点10m 的C点处，用大小为4.5N的水平恒力向右拉该物块，欲使物块能到达A点，水平恒力作用的最短距离为多大？
（16分）如图所示，有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝1.8m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进人固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带。已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平，传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v=3m/s，小物块与传送带间的动摩擦因数μ= 0.5，圆弧轨道的半径为R=2m，C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ=530，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin530="0." 8、cos530=0.6。求：

（1）小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；
（2）小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量。
如图，一个质量为M的人，站在台秤上，手拿绳子一端，绳子另一端拴一个质量为m的小球，线长为R，让小球在竖直平面内作圆周运动，且摆球恰能通过圆轨道最高点，不计小球所受空气阻力。求小球作圆周运动过程中，台秤示数的变化范围。
如图所示，截面为三角形的钢坯A、B叠放在汽车的水平底板上，汽车底板和钢坯表面均粗糙，以下说法正确的是

A．汽车、钢坯都静止时，汽车底板对钢坯A有向左的静摩擦力
B．汽车、钢坯都静止时，钢坯A对B无摩擦力作用
C．汽车向左加速时，汽车与钢坯相对静止，钢坯A受到汽车底板对它的静摩擦力
D．汽车向左启动前后，汽车与钢坯相对静止，钢坯A对B的弹力不变
（11分）抗震救灾中直升飞机沿水平方向匀速飞往机场取救灾物资，悬挂着m=400kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1= 450。直升飞机取救灾物资后加速飞往灾区，加速度沿水平方向，大小保持为a =" 1.0" m / s2，悬索与竖直方向的夹角θ2=100。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，试求箱中救灾物资的质量M。(取g=10m/s2，sin100=0.1736，cos100=0.9848，tan100=0.176。)

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