如图所示.弧形轨道的下端与半径为R的圆轨道平滑连接.现在使小球从弧形轨道上端距地面2R的A点由静止滑下.进人圆轨道后沿圆轨道运动.轨道摩擦不计.试求:(1)小球到达圆轨道最低点B时的速度大小,(2)小球在最低点B时对轨道的压力大小,(3)小球在某高处脱离圆轨道后能到达的最大高度. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

(14分)如图所示，弧形轨道的下端与半径为R的圆轨道平滑连接。现在使小球从弧形轨道上端距地面2R的A点由静止滑下，进人圆轨道后沿圆轨道运动，轨道摩擦不计。

试求：
(1)小球到达圆轨道最低点B时的速度大小；
(2)小球在最低点B时对轨道的压力大小；
(3)小球在某高处脱离圆轨道后能到达的最大高度。

（1）（2）（3）

解析试题分析：⑴小球从A到B的过程中，由动能定理得
             2分
             1分
⑵在B点，由牛顿第二定律得
           2分
            1分
⑶根据机械能守恒，小球不可能到达圆周最高点，但在圆心一下的圆弧部分速度不等0，弹力不等于0，小球不会离开轨道。设小球在C点(OC与竖直方向的夹角为)脱离圆轨道，则在C点轨道弹力为0有
                2分
小球从A到C的过程中，由机械能守恒定律得
           2分
由③④得:

离开C点后做斜上抛运动，水平分速度
设小球离开圆轨道后能到达的最大高度h处为D点，则D点的速度即水平方向大小等于从A到D点的过程中由机械能守恒定律得
           3分
解得:                  1分
考点：动能定理圆周运动斜抛运动

练习册系列答案

相关题目

（8分）在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间ｔ、通过位移Ｌ后，动量为ｐ、动能为E_k,则:
(1)若由静止出发，仍在水平力F的作用下，求经过时间2ｔ后物体的动能；
(2)若由静止出发，仍在水平力F的作用下，求通过位移2Ｌ后物体的动量。

(10分). “┙”型滑板，（平面部分足够长），质量为4m，距滑板的A壁为L₁距离的B处放有一质量为m，电量为+q的大小不计的小物体，小物体与板面的摩擦不计，整个装置处于场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与小物体都静止，试求：

(1)释放小物体，第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v₁多大？
(2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的，碰撞时间极短，则碰撞后滑板速度多大？（均指对地速度）
(3)若滑板足够长，小物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做功为多大？

（15分）如图所示，质量为m的小物块在光滑的水平面上以v₀向右做直线运动，经距离l后，进入半径为R光滑的半圆形轨道，从圆弧的最高点飞出恰好落在出发点上．已知l=1.6m，m=0.10kg，R=0.4m，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²．

（1）求小物块运动到圆形轨道最高点时速度大小和此时小物块对轨道的压力．
（2）求小物块的初速度v₀．
（3）若轨道粗糙，则小物块恰能通过圆形轨道最高点．求小物块在这个过程中克服摩擦力所做的功．

（18分）如图甲所示，粗糙水平面CD与光滑斜面DE平滑连接于D处；可视为质点的物块A、B紧靠一起静置于P点，某时刻A、B在足够大的内力作用下突然分离，此后A向左运动．
已知：斜面的高度H=1.2m；A、B质量分别为1kg和0.8kg，且它们与CD段的动摩擦因数相同；A向左运动的速度平方与位移大小关系如图乙；重力加速度g取10m/s²．

（1）求A、B与CD段的动摩擦因数；
（2）求A、B分离时B的速度大小v_B；
（3）要使B能追上A，试讨论P、D两点间距x的取值范围．

如图所示，竖直固定放置的光滑绝缘杆上O点套有一个质量为m、带电量为-q的小环。在杆的左侧固定一个带电量为+Q的点电荷，杆上a、b两点与Q正好构成等边三角形。已知Oa之间距离为h₁，ab之间距离为h₂，静电常量为k。现使小环从图示位置的O点由静止释放，若通过a点的速率为。

试求：
（1）小环运动到a点时对杆的压力大小及方向；（2）小环通过b点的速率。

（10分）有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为m=2kg的滑块(可视为质点)。

（1）如图甲所示，滑块从O点由静止释放，下滑了位移x=1m后到达P点，求滑块此时的速率。
（2）如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M=2.7kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂M而绷紧，此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度L =m（如图乙所示）。再次将滑块从O点由静止释放，求滑块滑至P点的速度大小。（整个运动过程中M不会触地，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s²）

（14分）如图（a）所示，水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道，其半径R＝0．5m，圆弧轨道底端与水平桌面相切C点，桌面CD长L＝1 m，高h₂＝0．5m，有质量为m（m为末知）的小物块从圆弧上A点由静止释放，A点距桌面的高度h₁＝0．2m，小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上，在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用，然后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上，设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x，如图（b）是－F的图像，取重力加速度g＝10m／s²．

（1）试写出小物块经D点时的速度v_D与x的关系表达式；
（2）小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多大?
（3）若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是从第（2）问中的值开始由C到D均匀减少，且在D点恰好减少为0，再将小物块从A由静止释放，经过D点滑出后的水平位移大小为1m，求此情况下的恒力F的大小?

如图乙，一质量为m的平板车左端放有质量为M的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数为μ。开始时，平板车和滑块共同以速度v₀沿光滑水平面向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短，且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长，以至滑块不会滑出平板车右端，重力加速度为g。求：

①平板车第一次与墙壁碰撞后再次与滑块速度相同时两者的共同速度；
②平板车第一次与墙壁碰撞后再次与滑块速度相同时，平板车右端距墙壁的距离。

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