分析 (1)物塊從C點運動到B點過程中的位移與時間的關(guān)系x=12t-5t2,根據(jù)待定系數(shù)法可以判斷初速度和加速度的值.
(2)對物體受力分析,運用牛頓第二定律,列方程計算摩擦力,在根據(jù)功的定義計算摩擦力做的功.
(3)根據(jù)CB段勻減速直線運動的位移時間關(guān)系得出物體運動的加速度,從而根據(jù)牛頓第二定律求出動摩擦因數(shù),因為物體恰好到達(dá)P點,根據(jù)牛頓第二定律得出P點的速度,通過機械能守恒定律得出B點的速度,然后通過勻變速直線運動的速度位移公式求出B、C兩點間的距離x.
(4)根據(jù)動能定理判斷物體能否返回時回到與O點等高的位置,若不能回到等高的位置,則小球?qū)⒉粫撾x軌道.
解答 解:(1)由x=12t-4t2知,物塊在C點速度為 v0=12m/s,物塊從C運動到B過程中的加速度大小為a=8m/s2.
(2)設(shè)物塊從D點運動到C點的過程中,彈簧對物塊所做的功為W,
由動能定理得:$W-mgsin37°•CD=\frac{1}{2}mv_0^2$
代入數(shù)據(jù)得:$W=\frac{1}{2}mv_0^2+mgsin{37°}•CD=156J$
(3)設(shè)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,由牛頓第二定律得
mgsinθ+μmgcosθ=ma
代入數(shù)據(jù)解得μ=0.25
物塊在P點的速度滿足 $mg=\frac{2V_P^2}{R}$
物塊從B運動到P的過程中機械能守恒,則有
$\frac{1}{2}mv_B^2=\frac{1}{2}mv_P^2+mg{h_{PB}}$
物塊從C運動到B的過程中有 $v_B^2-v_0^2=-2ax$
由以上各式解得 $x=\frac{49}{8}$m
(4)假設(shè)物塊第一次從圓弧軌道返回并與彈簧相互作用后,能夠回到與O點等高的位置Q點,且設(shè)其速度為vQ,
由動能定理得
$\frac{1}{2}mv_Q^2-\frac{1}{2}mv_P^2=mgR-2μmgxcos37°$
解得$v_Q^2=-19<0$
可見物塊返回后不能到達(dá)Q點,故物塊在以后的運動過程中不會脫離軌道.
答:
(1)物塊從C 點運動到B點過程中的初速度為12m/s,加速度大小為8m/s2;
(2)若CD=1m,物塊從D點運動到C點的過程中,彈簧對物塊所做的功為156J;
(3)B、C兩點間的距離x為$\frac{49}{8}$m;
(4)物塊在以后的運動過程中不會脫離軌道.
點評 本題綜合考查了動能定理、機械能守恒定律以及牛頓第二定律,對學(xué)生的能力要求較高,關(guān)鍵理清物體的運動情況,選擇合適的規(guī)律進行求解.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電場強度的方向一定是A點指向B點 | B. | 電場中A點的電勢一定比B點高 | ||
C. | 小球在A點的電勢能一定比在B點小 | D. | 小球在A點的動能一定比在B點大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 躍遷過程中將釋放5種頻率的光子 | |
B. | 躍遷過程中釋放光子的最小能量為1.89eV | |
C. | 躍遷過程中釋放光子的最大能量為13.6eV | |
D. | 躍遷過程中釋放的光子有4種能引起光電效應(yīng) |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | LA不變,LB增大 | B. | LA不變,LB減小 | C. | LA減小,LB增大 | D. | LA增大,LB減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 若只增大m,則拉力F做功不變 | B. | 若只增大m,則長木板末動能增大 | ||
C. | 若只增大M,則小木塊末動能不變 | D. | 若只增大F,則小木塊末動能不變 |
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