题目内容
如图所示,光滑的水平面AB(足够长)与半径为R=0.8m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点。A点的右侧等高地放置着一个长为L=20m、逆时针转动速度为v0=10m/s的传送带。用轻质细线连接甲、乙两物体,中间夹一轻质弹簧,弹簧与甲乙两物体不栓接。甲的质量为m1=3kg,乙的质量为m2=1kg,甲、乙均静止在光滑的水平面上。现固定乙球,烧断细线,甲离开弹簧后进入半圆轨道并可以通过D点,且过D点时对轨道的压力恰好等于甲的重力。传送带与乙物体间摩擦因数为0.6,重力加速度g取l0m/s2,甲、乙两物体可看作质点。![]()
(1)求甲球离开弹簧时的速度。
(2)若甲固定,乙不固定,细线烧断后乙可以离开弹簧后滑上传送带,求乙在传送带上滑行的最远距离。
(3)甲乙均不固定,烧断细线以后,求甲和乙能否再次在AB面上水平碰撞?若碰撞,求再次碰撞时甲乙的速度;若不会碰撞,说明原因。
(1)
(2)12m, (3) ![]()
解析试题分析:(1)甲离开弹簧以后,机械能守恒:
(6分)
能量守恒得
得
(2分)
之后乙滑上传送带匀减速运动
得
(2分)
至速度为零时离A端最远,最远距离为:
(2分)
即乙在传送带上滑行的最远距离为12m.
甲乙分离瞬间动量守恒:
甲乙弹簧系统能量守恒:![]()
解得:
(4分)
之后甲沿轨道上滑,设上滑最高点高度为h,则
得
(2分)
则甲上滑不到等圆心位置就会返回,返回AB面上速度仍然是
(1分)
乙滑上传送带,因
,则乙先向右做匀减速运动,后向左匀加速。
由对称性可知返回AB面上速度仍然为
(1分)。
考点:牛顿运动定律和功能关系。
如图所示,将一个质量为m的球固定在弹性杆AB的上端,今用测力计沿水平方向缓慢拉球,使杆发生弯曲,在测力计的示数逐渐增大的过程中,AB杆对球的弹力方向为( )![]()
| A.始终水平向左 |
| B.始终斜向左上方,且方向不变 |
| C.斜向左上方,与竖直方向的夹角逐渐增大 |
| D.斜向左下方,与竖直方向的夹角逐渐增大 |