题目内容

如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，竖直部分光滑，两部分各套有质量分别为mA=2.0 kg和mB=1.0 kg的小球A和B，A球与水平杆间动摩擦因数μ=0.20,A、B间用不可伸长的轻绳相连，图示位置处OA=1.5 m,OB=2.0 m,g取10 m/s2.

（1）若用水平力F1沿杆向右拉A，使A由图示位置向右极缓慢地移动0.5 m，则该过程中拉力F1做了多少功？

（2）若用水平力F2沿杆向右拉A，使B以1 m/s的速度匀速上升，则在B经过图示位置上升0.5 m 的过程中，拉力F2做了多少功？

解析：（1）A、B小球和细绳整体竖直方向处于平衡，

A受到水平杆的弹力为：N=（mA+mB）g

则A受到的摩擦力为：f=μ(mA + mB)g

由几何关系：sB=0.5 m

由能量关系，拉力F1做功为：W1=fsA+mBgsB得：W1=8.0 J.

（2）设细绳与竖直方向的夹角为θ，因绳不可伸长，所以图示位置cotθ1=.所以过此位置再上升0.5 m时，cotθ2=.在图示位置时A、B两球速度分解如下图：

所以：vBcosθ=vAsinθ

则=vBcotθ1= m/s

同理得：=vBcotθ2= m/s

设拉力F2做功为W2，对系统由能量关系得：W2- fsA -mbgsB=mA2-mA

代入数据解得W2=6.8 J.

练习册系列答案
相关题目
如图所示，竖直平面内有一段不光滑的斜直轨道与光滑的圆形轨道相切，切点P与圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ=60°，圆形轨道的半径为R，一质量为m的小物块从斜轨道上A点由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动，A点相对圆形轨道底部的高度h=7R，物块通过圆形轨道最高点c时，与轨道间的压力大小为3mg．求：
（1）物块通过轨道最高点时的速度大小？
（2）物块通过轨道最低点B时对轨道的压力大小？
（3）物块与斜直轨道间的动摩擦因数μ=？
如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道ABC，其半径为R，A端与圆心O等高，B为轨道最低点，C为轨道最高点．AE为水平面，一小球从A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达C点．求：
（1）落点D与O点的水平距离S；
（2）释放点距A点的竖直高度h；
（3）若小球释放点距离A点的高度为H，假设轨道半径R可以改变，当R取多少时，落点D与圆心O之间的距离最大，并求出这个最大值．
如图所示的竖直平面内有范围足够大，水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一绝缘轨道由两段直杆和一半径为R的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内，PQ、MN水平且足够长，半圆环MAP的磁场边界左侧，P、M点在磁场边界线上．现在有一质量为m、带电荷量为+q的中间开孔的小环穿在MN杆上，可沿轨道运动，它所受电场力为重力的
34
倍．不计一切摩擦．现将小球从M点右侧的D点由静止释放，DM间距离x0=3R．
（1）求小球第一次通过与O等高的A点时的速度vA大小，及半圆环对小球作用力N的大小；
（2）小球的半圆环所能达到的最大动能Ek．
精英家教网如图所示，竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环，其长轴长BD=4L、短轴长AC=2L．劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O，下端连接一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的小环，小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘，整个装置处在水平向右的匀强电场中．将小环从A点由静止释放，小环运动到B点时速度恰好为0．已知小环在A、B两点时弹簧的弹力大小相等，则（　　）
A、小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大
B、小环从A点运动到B点的过程中，小环的电势能一直增大
C、电场强度的大小E=
mg
q
D、小环在A点时受到大环对它的弹力大小F=mg+
1
2
kL
精英家教网如图所示，竖直平面内的光滑绝缘轨道由斜面部分AB和圆弧部分BC平滑连接，且圆弧轨道半径为R，整个轨道处于水平向右的匀强电场中．一个带正电的小球（视为质点）从斜轨道上某一高度处由静止释放，沿轨道滑下（小球经过B点时无动能损失），已知小球的质量为m，电量为q，电场强度E=
mgq
，求：
（1）小球到达圆轨道最高点C时速度的最小值？
（2）小球到达圆轨道最高点C速度最小值时，在斜面上释放小球的位置距离地面有多高？（结论可以用分数表示）

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网