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        1. 如圖所示,水平軌道上,輕彈簧左端固定,自然狀態(tài)時右端位于P點(diǎn),F(xiàn)用一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊 (視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮后釋放,物塊經(jīng)過P點(diǎn)時的速度v0=18m/s,經(jīng)過水平軌道右端Q點(diǎn)后恰好沿半圓軌道的切線進(jìn)入豎直固定的圓軌道,最后滑上質(zhì)量M=0.9kg的長木板(木板足夠長,物塊滑上去不會從木板上掉下來)。已知PQ間的距離l=1m,豎直半圓軌道光滑且半徑R=1m,物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)??1=0.15,與木板間的動摩擦因數(shù)??2=0.2,木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)??3=0.01,取g=10m/s2。

                (1)判斷物塊經(jīng)過Q點(diǎn)后能否沿圓周軌道運(yùn)動;

                 (2)求木板滑行的最大距離x。

          (1) 物塊能沿圓周軌道運(yùn)動;(2) x= 9.5m。


          解析:

          (1)物塊在PQ上運(yùn)動的加速度

          a1=-??1g=-1.5m/s2  

          進(jìn)入圓周軌道時的速度為v

          v2-v02=2a1l

          v2=v02+2a1l =321 m2/s2

          (求物塊進(jìn)入圓周軌道時的速度也可用動能定理)

          設(shè)物塊剛離開Q點(diǎn)時,圓軌道對物塊的壓力為FN ,

          根據(jù)牛頓定律,有

          FN+mg=m

          FN =m- mg=31.1N>0

          故物塊能沿圓周軌道運(yùn)動

          (2)物塊滑上木板時的速度為v1

          v1=19m/s    

          物塊滑上木板時的加速度為a2

          a2=-??2g=-2m/s2    

          木板的加速度位a3

          ??2mg-??3(m+M)g=Ma3

          =m/s2  

          設(shè)物塊滑上木板經(jīng)過時間t二者共速,

          v1+a2t=a3t

          t=9s     

          這時木板的位移

          s1=a3t2=4.5m  

          它們的共同速度

          v2=a3t=1m/s  

          物塊和木板一起減速的加速度a4=-??3g=-0.1m/s2

          它們減速運(yùn)動的位移s2==5m  

          x=s1+s2=9.5m    

          本題綜合性較強(qiáng),既涉及單各物體的多運(yùn)動過程——物塊的加速運(yùn)動、勻減速運(yùn)動、圓周運(yùn)動、勻減速運(yùn)動、勻減速運(yùn)動,由涉及兩個物體組成的連接體物體——物塊沖上長木板后,物塊減速、長木板加速,共速后一起減速直至停止。用到的知識點(diǎn)比較多:牛頓定律、運(yùn)動學(xué)公式、圓周運(yùn)動的向心力、動能定理、機(jī)械能守恒。是一道考查考生綜合分析能力的好題。

          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,水平軌道上輕彈簧左端固定,彈簧處于自然狀態(tài)時,其右端位于P點(diǎn),現(xiàn)用一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮后釋放,物塊經(jīng)過P點(diǎn)時的速度v0=6m/s,經(jīng)過水平軌道右端Q點(diǎn)后恰好沿半圓光滑軌道的切線進(jìn)入豎直固定的圓軌道,最后物塊經(jīng)軌道最低點(diǎn)A拋出后落到B點(diǎn),若物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.15,s=4m,R=1m,A到B的豎直高度h=1.25m,取g=10m/s2.
          (1)求物塊到達(dá)Q點(diǎn)時的速度大小(保留根號).
          (2)判斷物塊經(jīng)過Q點(diǎn)后能否沿圓周軌道運(yùn)動.簡單說明理由.
          (3)若物塊從A水平拋出的水平位移大小為4m,求物塊在A點(diǎn)時對圓軌道的壓力.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2012?東至縣模擬)如圖所示,水平軌道上,輕彈簧左端固定,自然狀態(tài)時右端位于P點(diǎn).現(xiàn)用一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮后釋放,物塊經(jīng)過P點(diǎn)時的速度v0=18m/s,經(jīng)過水平軌道右端Q點(diǎn)后恰好沿半圓軌道的切線進(jìn)入豎直固定的圓軌道,最后滑上質(zhì)量M=0.9kg的長木板(木板足夠長,物塊滑上去不會從木板上掉下來).已知PQ間的距離l=1m,豎直半圓軌道光滑且半徑R=1m,物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)?1=0.15,與木板間的動摩擦因數(shù)?2=0.2,木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)?3=0.01,取g=10m/s2
          (1)判斷物塊經(jīng)過Q點(diǎn)后能否沿圓周軌道運(yùn)動;
          (2)求木板滑行的最大距離x.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2011?煙臺模擬)如圖所示,水平軌道上輕彈簧左端固定,彈簧處于自然狀態(tài)時,其右端位于P點(diǎn).現(xiàn)用一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊 (可視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮后釋放,物塊經(jīng)過P點(diǎn)時的速度v0=18m/s,經(jīng)過水平軌道右端Q點(diǎn)后恰好沿半圓軌道的切線進(jìn)入豎直固定的光滑圓軌道,最后物塊經(jīng)軌道最低點(diǎn)A拋出后落到B點(diǎn),若物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.15,R=lm,A到B的豎直高度h=1.25m,取g=10m/s2
          (1)求物塊到達(dá)Q點(diǎn)時的速度大小(保留根號);
          (2)判斷物塊經(jīng)過Q點(diǎn)后能否沿圓周軌道運(yùn)動;
          (3)求物塊水平拋出的位移大小.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,水平軌道上停放著一輛質(zhì)量為5.0×102 kg的小車A,在A的右方L=8.0m處,另一輛小車B正以速度vB=4.0m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動遠(yuǎn)離A車,為使A車能經(jīng)過t=10.0s時間追上B車,立即給A車適當(dāng)施加向右的水平推力使小車做勻變速直線運(yùn)動,設(shè)小車A受到水平軌道的阻力是車重的0.1倍,試問:在此追及過程中,推力至少需要做多少功?取g=10m/s2

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,水平軌道上停放著一輛質(zhì)量為5.0×102kg的小車A,在A的右方L=8.0m處,另一輛小車B正以速度v0=4.0m/s向右做勻速運(yùn)動遠(yuǎn)離A車,為使A車經(jīng)過t=10.0s時間追上B上,立即給A適當(dāng)施加向右水平推力使小車做勻變速直線運(yùn)動,設(shè)小車A受到水平軌道的阻力是車重的0.1倍,試問:在此追及過程中,推力至少需要做
           
          功?(g=10m/s2

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