题目内容

【题目】如图所示,光滑的半圆形轨道OAAB位于竖直面内,它们的半径分别为r0.3mR0.4m,两轨道相切于最高点A,半圆形轨道AB与水平轨道BC相切于最低点B,轨道BC的长度可以调节,轨道BC的右端与一倾角为45°的斜面CD相连,C点离地的高度为h3.2m。现用弹簧装置将一小滑块(可视为质点)从半圆形轨道OA的最低点O弹出,小滑块在运动过程中恰好不脱离圆弧轨道OAB,滑块与BC段的动摩擦因数为μ0.4g10m/s2

1)求小滑块从O点弹出时的速度大小;

2)改变水平轨道BC的长度,使小滑块能够落在斜面CD上,求轨道BC的长度范围。

【答案】1m/s2m≤xm

【解析】

1)设滑块从O点弹出时的速度大小为v0

在最高点A由牛顿第二定律得:

mgm

OA的过程由动能定理得:

mg2r

联立解得:

v0m/s

2)设离开C的速度为v时恰好落在D点,此时BC的长度最短为x1,由平抛运动的规律得:

水平方向:hvt

竖直方向:h

联立解得:v4m/s

OC的过程由动能定理得:

mg2R2r)﹣μmgx1

解得:

x1m

C点的速度恰好为零时对应的BC长度最长为x2,从OC的过程由动能定理得:

mg2R2r)﹣μmgx20

解得:

x2m

所以轨道BC的长度范围为:m≤xm

答:(1m/s2m≤xm

练习册系列答案
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【题目】在做探究加速度与力、质量关系的实验时,采用如图所示的实验装置,让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。其中小车质量用M表示,重物质量用m表示,加速度用a表示。

1)实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度,这样做是为了消除______的影响,使小车所受合外力F等于绳对小车的拉力。

2)实验中由于绳对小车的拉力_______(选填大于等于小于)重物所受的重力,会给实验带来系统误差。为减小此误差,实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取,以下四组数据中最合理的一组是______。(填写相应序号)

①M=200gm=40g60g80g100g120g140g

②M=200gm=30g35g40g45g50g55g

③M=400gm=20g40g60g80g100g120g

④M=400gm=10g15g20g25g30g35g

3)实验中某同学先保持重物质量m不变,改变小车质量M,测出了相应的加速度a。为便于得到aM的关系,他采用图像法处理数据,你建议他做a_____的图像。

4)甲、乙两同学用同一种方法做实验,即保持小车质量M不变,改变重物质量m,测出了相应的加速度a。正确操作后,他们根据各自测得的实验数据画出了如图2所示的aF图像。他们得到图像不同,其原因是他们选取的_______不同,但他们得到了相同的结论,此结论是:________

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