分析 (1)據(jù)恰好做圓周運(yùn)動(dòng),利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解.
(2)抓住物塊在B點(diǎn)的速度大于傳送帶的速度,可知物塊在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理求出A點(diǎn)的速度,結(jié)合能量守恒定律求出彈簧的彈性勢(shì)能.
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出C點(diǎn)的速度,討論μ3=0,μ3=0.026時(shí),通過動(dòng)量守恒定律和功能關(guān)系,以及動(dòng)能定理求出木板的長(zhǎng)度,從而得出木板的范圍.
解答 解:(1)物體在光滑半圓軌道最高點(diǎn)恰好做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:$mg=m\frac{{{v}_{B}}^{2}}{R}$ ①
解得${v}_{B}=\sqrt{gR}=\sqrt{10×0.4}m/s=2m/s$.②
(2)物塊被彈簧彈出的過程中,物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒:${E}_{p}=\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$ ③
vB>v0=1m/s,物體在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動(dòng).
物塊在傳送帶上滑行過程由動(dòng)能定理得:-f1L=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{A}}^{2}$ ④
f1=μ1mg=0.8N ⑤
聯(lián)立②③④⑤解得:Ep=1.2J ⑥
(3)物塊從B到C過程中由機(jī)械能守恒定律得:$mg2R=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$,⑦
聯(lián)立②⑥解得:${v}_{C}=2\sqrt{5}$m/s ⑧
討論:Ⅰ.當(dāng)μ3=0時(shí),小物塊恰好不會(huì)從長(zhǎng)木板上掉下長(zhǎng)度為s1,
小物塊和長(zhǎng)木板共速為v,由動(dòng)量守恒定律:mvC=(M+m)v ⑨
由功能關(guān)系:${μ}_{2}mg{s}_{1}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}(M+m){v}^{2}$ ⑩
代入數(shù)據(jù)解得s1=3.6m(11)
Ⅱ.當(dāng)μ3=0.026時(shí),小物塊恰好不會(huì)從長(zhǎng)木板上掉下長(zhǎng)度為s2,
物塊在長(zhǎng)木板上滑行過程中,對(duì)長(zhǎng)木板受力分析:
上表面受到的摩擦力f2=μ2mg=0.25×1N=0.25N.(12)
下表面受到的摩擦力f3≤μ3(M+m)g=0.026×10N=0.26N
所以長(zhǎng)木板靜止不動(dòng),對(duì)物塊在長(zhǎng)木板上滑行過程
由動(dòng)能定理得:-${f}_{2}{s}_{2}=0-\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$ (13)
代入數(shù)據(jù)解得s2=4m(14)
所以木板長(zhǎng)度的范圍是3.6m≤s≤4m(15)
答:(1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB的大小為2m/s.
(2)彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能為1.2J.
(3)要使小物塊恰好不會(huì)從長(zhǎng)木板上掉下,木板長(zhǎng)度S的范圍是3.6m≤s≤4m.
點(diǎn)評(píng) 分析清楚滑塊的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況是解題的關(guān)鍵,據(jù)受力情況判斷滑塊的運(yùn)動(dòng)是解題的核心,靈活利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理和能量守恒定律,動(dòng)量守恒定律進(jìn)行求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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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:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 如果A球帶電,則A球一定帶負(fù)電 | |
B. | 如果A球帶電,則A球的電勢(shì)能一定增加 | |
C. | 如果B球帶電,則B球一定帶負(fù)電 | |
D. | 如果B球帶電,則B球的電勢(shì)能一定增加 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小 | |
B. | 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過P點(diǎn)的速度比在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)大 | |
C. | 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道Ⅰ上短 | |
D. | 衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點(diǎn)比在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 等于0 | B. | 等于F | C. | 大于F | D. | 小于F |
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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. | 太陽帆板展開的位置 | B. | 月球表面上的著陸點(diǎn) | ||
C. | 環(huán)月橢圓軌道的近月點(diǎn) | D. | 環(huán)月橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn) |
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