精英家教網(wǎng)如圖所示,豎直光滑
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圓軌道BCD固定在水平面AB上,軌道圓心為O,半徑R=lm,軌道最低點與水平面相切于B點,C為軌道最高點,D點與圓心O等高.一質(zhì)量m=1Kg的小物塊,從水平面上以速度V0豎直向上拋出,物塊從D點進(jìn)入圓軌道,最終停在A點.已知物塊運動到C點時,對軌道的壓力大小為14N,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,取g=l0m/s2.求:
(1)物塊豎直向上拋出的初速度v0;
(2)A、B間的距離;
(3)物塊從B點運動到A點所用的時間.
分析:(1)物塊豎直向上拋出,以豎直向上方向為正方向,其加速度為-g,根據(jù)運動學(xué)公式求解;
(2)從拋出到C點的過程,只有重力做功,運用機(jī)械能守恒列式,求解物塊運動到C點時的速度,再根據(jù)牛頓第二、第三定律求解對軌道的壓力大�。�
(3)由機(jī)械能的守恒定律求出物塊到B點速度,由動能定理求解AB間的距離,再根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式結(jié)合即可求解時間.
解答:解:(1)從拋出到C點的過程,由機(jī)械能守恒定律得:
 
1
2
m
v
2
0
=mg(2R)+
1
2
m
v
2
C
 
在C點,由物體的重力和軌道對物體的壓力提供向心力,得:
FN+mg=m
v
2
C
R

代入數(shù)據(jù)解得:v0=8m/s
(2)物體上拋并沿圓軌道運動的過程中機(jī)械能的守恒定律,所以物塊到B點速度:vB=v0=8m/s
物體從B到A的過程由動能定理有:
-μmgxAB=0-
1
2
m
v
2
B

解得:xAB=
m
v
2
B
2
μmg
=
82
0.4×2×10
=8
m
(3)物體從B到A的過程中摩擦力提供加速度,由牛頓第二定律得:μmg=ma,
則得:a=μg=0.4×10m/s2=4m/s2
物塊從B點運動到A點所用的時間:t=
vB
a
=
8
4
s=2
s
答:(1)物塊豎直向上拋出的初速度8m/s;
(2)A、B間的距離為8m;
(3)物塊從B點運動到A點所用的時間為2s.
點評:對于動力學(xué)問題,常常有兩類解題思路:一是牛頓第二定律和運動學(xué)公式結(jié)合;二是機(jī)械能守恒定律或動能定理.
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,豎直光滑四分之三圓軌道BCD固定在水平面AB上,軌道圓心為O,半徑R=1m,軌道最低點與水平面相切于B點,C為軌道最高點,D點與圓心O等高.一質(zhì)量m=1kg的小物塊,從水平面上以速度υ0=8m/s豎直向上拋出,物塊從D點進(jìn)入圓軌道,最終停在A點,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,取g=10m/s2.求:
(1)物塊運動到D點時的速度;(可以保留根式)
(2)物塊運動到C點時,對軌道的壓力大小;
(3)物塊從B點運動到A點所用的時間及A、B間的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,豎直光滑直軌道OA高度為2R,連接半徑為R的半圓形光滑環(huán)形管道ABC(B為最低點),其后連接
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圓弧環(huán)形粗糙管道CD,半徑也為R.一個質(zhì)量為m的小球從O點由靜止釋放,自由下落至A點進(jìn)入環(huán)形軌道,從D點水平飛出,下落高度剛好為R時,垂直落在傾角為30°的斜面上P點,不計空氣阻力,重力加速度為g.求:
(1)小球運動到B點時對軌道的壓力大��;
(2)小球運動到D點時的速度大�。�
(3)小球在環(huán)形軌道中運動時,摩擦力對小球做了多少功?

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年安徽省六校教育研究會高三素質(zhì)測試物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖所示,豎直光滑的桿子上套有一滑塊A,滑塊通過細(xì)繩繞過光滑滑輪連接物塊B,B又通過一輕質(zhì)彈簧連接物塊C,C靜止在地面上。開始用手托住A,使繩子剛好伸直處于水平位置但無張力,現(xiàn)將A由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到最大時,C也剛好同時離開地面,此時B還沒有到達(dá)滑輪位置.已知:mA=1.2kg, mB=1kg, mc=1kg,滑輪與桿子的水平距離L=0.8m。試求:

(1)A下降多大距離時速度最大

(2)彈簧的勁度系數(shù)

(3)A.B的最大速度是多少

 

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科目:高中物理 來源:2014屆福建省高一下學(xué)期期末測試物理試卷(解析版) 題型:計算題

如圖所示,豎直光滑直軌道OA高度為2R,連接半徑為R的半圓形光滑環(huán)形管道ABC(B為最低點),其后連接圓弧環(huán)形粗糙管道CD,半徑也為R.一個質(zhì)量為m的小球從O點由靜止釋放,自由下落至A點進(jìn)入環(huán)形軌道,從D點水平飛出,下落高度剛好為R時,垂直落在傾角為30°的斜面上P點,不計空氣阻力,重力加速度為g.求:

(1)小球運動到B點時對軌道的壓力大��;

(2)小球運動到D點時的速度大�。�

(3)小球在環(huán)形軌道中運動時,摩擦力對小球做了多少功?

 

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