题目内容
10.如图所示,光滑的半圆形轨道竖直放置,其半径为R=0.4m.一小物块以速率Vo从最低点A进入光滑圆形轨道后沿圆形轨道运动,恰好能通过最高点B.离开B点后,又恰好滑上一个水平向左传动的传送带PQ上,传动速度为v=4m/s,传送带长度L=6m.设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10m/s2,不计空气阻力,并将小物块视为质点.(1)求小物块通过最高点B时速度VB大小
(2)求小物块在传送带运动的时间
(3)求小物块从传送带左端Q水平飞出后,落地点与A点的水平距离.
分析 (1)小物块恰好能通过最高点B时,由重力提供向心力,由向心力公式求物块通过最高点B时速度vB大小.
(2)小物块在传送带先匀加速后匀速,由牛顿第二定律和运动学公式结合求运动的时间.
(3)小物块从传送带左端Q水平飞出后做平抛运动,由分位移公式求落地点与A点的水平距离.
解答 解:(1)小物块恰好能通过最高点B时,由重力提供向心力,则有 mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$
可得 vB=2m/s
(2)物块先匀加速运动,加速度大小为 a=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s2.
匀加速时间 t1=$\frac{v-{v}_{B}}{a}$=$\frac{4-2}{2}$=1s
通过的位移 x1=$\frac{v+{v}_{B}}{2}{t}_{1}$=$\frac{4+2}{2}×1$=3m
后作匀速运动,时间为 t2=$\frac{L-x}{v}$=$\frac{6-3}{4}$=0.75s
总时间为 t=t1+t2=1.75s
(3)小物块从传送带左端Q水平飞出后做平抛运动,则
2R=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
x=L+vt
解得 x=7.6m
答:
(1)小物块通过最高点B时速度VB大小是2m/s.
(2)小物块在传送带运动的时间是1.75s.
(3)小物块从传送带左端Q水平飞出后,落地点与A点的水平距离是7.6m.
点评 本题的关键是分析清楚物块的运动过程,知道物块恰好能通过最高点B时,由重力提供向心力.根据牛顿第二定律和运动学公式研究物块在传送带上的运动情况.
练习册系列答案
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13.
如图所示,质量相等的两物体A、B处于同一高度,A自由下落,B沿固定在地面上的光滑斜面从静止开始下滑,最后到达同一水平面,则( )
| A. | 重力对两物体做功相同 | |
| B. | 重力的平均功率相同 | |
| C. | 到达底端时重力的瞬时功率PA等于PB | |
| D. | 到达底端时重力的瞬时功率PA小于PB |
14.两个共点力 的大小分别为3N和4N,它们的合力可能是( )
| A. | 1N | B. | 5N | C. | 8N | D. | 12N |
11.
如图所示,排球场地长为a,宽为b,网高为h.若发球员站在P点(P点在场地边缘的中点) 从离地面高度为H处垂直于网所在的竖直平面发球,要使球既不触网又不越界,能够使球到达对方场地,排球视为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
| A. | 球在空中飞行的时间为$\sqrt{\frac{g}{2H}}$ | B. | 发球的最小速度为$\frac{a}{2}\sqrt{\frac{g}{2H}}$ | ||
| C. | 发球的最大速度为a$\sqrt{\frac{g}{2H}}$ | D. | 球在空中飞行的速度变化率为g |
5.
如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,方向垂直于圆平面(未画出),一群相同的带电粒子以相同速度v0从P点在纸面内向不同方向射入磁场,对这些粒子射出圆边界区域的情况,下列评说正确的是( )
| A. | 当磁感应强度B$<\frac{m{v}_{0}}{qR}$ 时,这些粒子几乎可以充满整个圆边界区 | |
| B. | 无论B的大小如何,射出磁场边界的总长不会超过圆周的一半 | |
| C. | 当磁感应强度B=$\frac{2\sqrt{3}m{v}_{0}}{3qR}$时,所有粒子出磁场的区域占整个圆周的三分之一 | |
| D. | 所有能从边界射出的粒子,在磁场区域中运动时间不会超过$\frac{πR}{{v}_{0}}$ |
15.
如图所示,高为h,倾角θ=37°的光滑斜面处在水平向右、场强E=$\frac{mg}{q}$的匀强电场中,质量为m、电荷量为+q的带电小球沿着光滑的斜面运动,已知重力加速度为g,则带电小球由斜面底端运动到斜面顶端的过程中( )
| A. | 重力对小球做功为mgh | B. | 小球的电势能减少了$\frac{3}{4}$mgh | ||
| C. | 合力对小球所做的功为$\frac{1}{3}$mgh | D. | 小球的电势能与动能之和保持不变 |
2.
如图所示,空间坐标系内O-xyz内,在x轴关于原点O对称的A、B两点固定两个电荷量为q的点电荷,从坐标为(0,0,d)的P点沿y轴正方向以初速度v发射一质量为m,电荷量为e的电子,若电子恰好做匀速圆周运动,且点电荷与P点连线与x轴的夹角为30°,则( )
| A. | 两个点电荷一定带等量同种电荷 | |
| B. | PO距离为d=$\frac{1}{2v}$$\sqrt{\frac{kqe}{m}}$ | |
| C. | 电场力不做功,轨迹平面为等势面 | |
| D. | 若粒子速度变为2v,仍能保持原轨迹运动,则可以在原点O固定一个电荷量为+$\frac{3}{4}$q的电荷 |