题目内容
13.(1)物体c滑至圆轨道最低点N是的速度v;
(2)在物体c从M点开始运动直至b被弹回停在P点的过程中,a、b、c组成的系统机械能的变化量△E;
(3)a、b间动摩擦因数μ.
分析 (1)物体从M点进入圆轨道并恰好能够沿竖直圆轨道运动到最低点,则在M点由重力提供向心力,求出初速度,从M到N的过程中,根据动能定理求出到达N点的速度;
(2)a、c碰撞的过程中,动量守恒,根据动量定律求出ac的共同速度,最终b停在a的最左端,速度与a相等,则abc三个物体速度相等,此过程中,整体不受外力,系统动量守恒,根据动量定律求出abc的共同速度,从而求出整个过程中损失的机械能;
(3)ac碰撞后,b在a上运动的过程中,由于摩擦力做功而使能量损失,根据能量守恒列式即可求解.
解答 解:(1)物体从M点进入圆轨道并恰好能够沿竖直圆轨道运动到最低点,则在M点由重力提供向心力,则有:
mg=m$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{r}$
解得:${v}_{0}=\sqrt{gr}$
从M到N的过程中,根据动能定理得:
$\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=mg•2r$
解得:$v=\sqrt{5gr}$
(2)a、c碰撞的过程中,动量守恒,则有:
mv=(m+m)v1
解得:${v}_{1}=\frac{v}{2}$=$\frac{\sqrt{5gr}}{2}$,
最终b停在a的最左端,速度与a相等,则abc三个物体速度相等,此过程中,整体不受外力,系统动量守恒,则有:mv=(m+m+2m)v2
解得:${v}_{2}=\frac{v}{4}=\frac{\sqrt{5gr}}{4}$
则整个过程中,损失的机械能为:
$△E=\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}×4m×{{v}_{2}}^{2}$=$\frac{15}{8}mgr$
(3)ac碰撞后,b在a上运动的过程中,由于摩擦力做功而使能量损失,根据能量守恒得:
$2×μ2mg(L+x)=\frac{1}{2}(m+m){{v}_{1}}^{2}-$$\frac{1}{2}(m+m+2m){{v}_{2}}^{2}$
解得:$μ=\frac{5r}{32(L+x)}$
答:(1)物体c滑至圆轨道最低点N是的速度v为$\sqrt{5gr}$;
(2)在物体c从M点开始运动直至b被弹回停在P点的过程中,a、b、c组成的系统机械能的变化量△E为$\frac{15}{8}mgr$;
(3)a、b间动摩擦因数μ为$\frac{5r}{32(L+x)}$.
点评 本题综合运用了动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律,知道物体从M点进入圆轨道并恰好能够沿竖直圆轨道运动到最低点,则在M点由重力提供向心力,明确、动量守恒的条件,能灵活选取研究的过程,选用适当的规律进行求解,难度适中.
| A. | 运动员处于失重状态 | |
| B. | 运动员处于超重状态 | |
| C. | 伞绳对运动员的作用力小于运动员的重力 | |
| D. | 伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力 |
| A. | 线速度变小 | B. | 角速度变大 | ||
| C. | 向心加速度变大 | D. | 距地面的高度变小 |
| A. | VD>VB>V | B. | VD>V>VB | C. | VB=VD>V | D. | VD<V<VB |
| A. | 根据公式v=ωr,可知卫星的线速度将增大到原来的2倍 | |
| B. | 根据公式F=m$\frac{v^2}{r}$,可知卫星所需的向心力将减少到原来的$\frac{1}{2}$ | |
| C. | 根据公式F=G$\frac{Mm}{r^2}$,可知卫星所需的向心力将减少到原来的$\frac{1}{4}$ | |
| D. | 根据B和C中给出的公式,可知卫星运动的线速度将减少到原来的$\frac{{\sqrt{2}}}{2}$ |
| A. | 1820年丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了磁现象可以产生电现象 | |
| B. | 1831年英国物理学家法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流 | |
| C. | 1822年法国学者安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说 | |
| D. | 1834年俄国物理学家楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 |
| A. | 为了减少作图误差,P3和P4的距离应适当取大些 | |
| B. | 为减少测量误差,P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量大些 | |
| C. | 若P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 | |
| D. | 若P1、P2连线与法线NN′夹角较大时,有可能在bb'面发生全反射,所以在bb′一侧就看不到P1、P2的像 |
| A. | 由a=$\frac{{v}^{2}}{r}$可知,向心加速度总跟半径成反比 | |
| B. | 由a=vω可知,已知线速度与角速度大小可以求出向心加速度 | |
| C. | 线速度的计算公式为v=$\frac{2π}{T}$ | |
| D. | 线速度与角速度的关系为ω=vr |