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        1. 固定的軌道ABC如圖所示.其中水平軌道BC與半徑為R的
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          光滑圓弧軌道AB相連接,BC與圓弧相切于B點(diǎn),水平軌道距離地面的高度為h.質(zhì)量為m的小物塊靜止在水平軌道上的p點(diǎn),PB=2R.用水平恒力推動(dòng)小物塊向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),立即撤去推力,此后小物塊沿光滑圓弧軌道運(yùn)動(dòng)并被向上拋出,小物塊上升后,相對(duì)于水平軌道可以達(dá)到的最大高度為5R.小物塊沿軌道返回后,在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)了BC=4R后,從C點(diǎn)飛出并落到水平地面上.(小物塊可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力)
          若:水平軌道距離地面的高度為h=
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          R,可以測(cè)量出小物塊從C點(diǎn)飛出后,落地點(diǎn)到D點(diǎn)的水平距離為3R.求:

          (1)小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)(結(jié)果保留3位有效數(shù)字);
          (2)推動(dòng)小物塊運(yùn)動(dòng)的水平恒力F的大。ńY(jié)果保留3位有效數(shù)字);
          (3)如果水平軌道足夠長(zhǎng),試確定小物塊向右運(yùn)動(dòng)了8R時(shí),系統(tǒng)損失的機(jī)械能.
          分析:(1)小物塊從C點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求出水平方向速度,小物塊在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒,求出小物塊在B點(diǎn)的速度,由于圓弧軌道光滑,所以小物塊在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失,小物塊向左、向右運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小相等,小物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),阻力為F1=μmg,根據(jù)動(dòng)能定理即可求解;
          (2)小物塊在水平軌道上受到水平恒力F作用從P到B,根據(jù)動(dòng)能定理即可求解F;
          (3)如果水平軌道足夠長(zhǎng),小物塊向右運(yùn)動(dòng)了8R時(shí),系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E是由于克服摩擦阻力做功,根據(jù)能量關(guān)系即可求解.
          解答:解:(1)小物塊從C點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動(dòng),
          設(shè):此時(shí)小物塊的速度為vx,有:
          h=
          1
          2
          gt2

          x=vxt
          代入數(shù)據(jù)解得:vx=3
          Rg

          小物塊在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒,有:
          1
          2
          mvB2=mgH
          其中H=5R
          解得小物塊在B點(diǎn)的速度:vB=
          10Rg

          由于圓弧軌道光滑,所以小物塊在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失,即:
          小物塊向左、向右運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小相等,均為vB
          小物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),阻力為F1=μmg,根據(jù)動(dòng)能定理,有:
          -μmg?sBC=
          1
          2
          mvx2-
          1
          2
          mvB2
            解得:μ=0.125
          (2)小物塊在水平軌道上受到水平恒力F作用從P到B,根據(jù)動(dòng)能定理,有:
          (F-μmg)?2R=
          1
          2
          mvB2
          解得:F=2.63mg
          (3)如果水平軌道足夠長(zhǎng),小物塊向右運(yùn)動(dòng)了8R時(shí),系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E是由于克服摩擦阻力做功,根據(jù)能量關(guān)系,有:
          △E=F1?s=μmgs=μmg?8R
          代入數(shù)據(jù),解得:△E=mgR
          答:(1)小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)(結(jié)果保留3位有效數(shù)字);
          (2)推動(dòng)小物塊運(yùn)動(dòng)的水平恒力F的大小(結(jié)果保留3位有效數(shù)字);
          (3)如果水平軌道足夠長(zhǎng),試確定小物塊向右運(yùn)動(dòng)了8R時(shí),系統(tǒng)損失的機(jī)械能.
          點(diǎn)評(píng):本題主要考查了平拋運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律的直接應(yīng)用,要求同學(xué)們能正確分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,難度適中.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          固定的軌道ABC如圖所示,其中水平軌道AB與半徑為R的1/4光滑圓弧軌道BC相連接,AB與圓弧相切于B點(diǎn).質(zhì)量為m的小物塊靜止在水平軌道上的P點(diǎn),它與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25,PB=2R.現(xiàn)用大小等于2mg的水平恒力推動(dòng)小物塊,當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),立即撤去推力.(小物塊可視為質(zhì)點(diǎn).)
          (1)求小物塊沿圓弧軌道上升后,可能達(dá)到的最高點(diǎn)距AB面的高度H.
          (2)如果水平軌道AB足夠長(zhǎng),試確定小物塊最終停在何處?

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          科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

          固定的軌道ABC如圖,其中水平軌道AB與半徑為R的1/4光滑圓弧軌道BC相連接,AB與圓弧相切于B點(diǎn).質(zhì)量為m的小物塊靜止在水平軌道上的P點(diǎn),它與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.25,PB=2R.用大小等于2mg的水平恒力推動(dòng)小物塊,當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),立即撤去推力.(小物塊可視為質(zhì)點(diǎn).)

            (1)求小物塊沿圓弧軌道上升后,可能達(dá)到的最大高度H

            (2)如果水平軌道AB足夠長(zhǎng),試確定小物塊最終停在何處?

           

           

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          科目:高中物理 來(lái)源:2008-2009學(xué)年北京市東城區(qū)高一(下)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

          固定的軌道ABC如圖所示.其中水平軌道BC與半徑為R的光滑圓弧軌道AB相連接,BC與圓弧相切于B點(diǎn),水平軌道距離地面的高度為h.質(zhì)量為m的小物塊靜止在水平軌道上的p點(diǎn),PB=2R.用水平恒力推動(dòng)小物塊向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),立即撤去推力,此后小物塊沿光滑圓弧軌道運(yùn)動(dòng)并被向上拋出,小物塊上升后,相對(duì)于水平軌道可以達(dá)到的最大高度為5R.小物塊沿軌道返回后,在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)了BC=4R后,從C點(diǎn)飛出并落到水平地面上.(小物塊可視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力)
          若:水平軌道距離地面的高度為h=R,可以測(cè)量出小物塊從C點(diǎn)飛出后,落地點(diǎn)到D點(diǎn)的水平距離為3R.求:

          (1)小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)(結(jié)果保留3位有效數(shù)字);
          (2)推動(dòng)小物塊運(yùn)動(dòng)的水平恒力F的大。ńY(jié)果保留3位有效數(shù)字);
          (3)如果水平軌道足夠長(zhǎng),試確定小物塊向右運(yùn)動(dòng)了8R時(shí),系統(tǒng)損失的機(jī)械能.

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          科目:高中物理 來(lái)源:2010-2011學(xué)年遼寧省撫順市六校聯(lián)考高一(下)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

          固定的軌道ABC如圖所示,其中水平軌道AB與半徑為R的1/4光滑圓弧軌道BC相連接,AB與圓弧相切于B點(diǎn).質(zhì)量為m的小物塊靜止在水平軌道上的P點(diǎn),它與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25,PB=2R.現(xiàn)用大小等于2mg的水平恒力推動(dòng)小物塊,當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),立即撤去推力.(小物塊可視為質(zhì)點(diǎn).)
          (1)求小物塊沿圓弧軌道上升后,可能達(dá)到的最高點(diǎn)距AB面的高度H.
          (2)如果水平軌道AB足夠長(zhǎng),試確定小物塊最終停在何處?

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