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(2011·安徽高考·T24)如图所示,质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上...

(2011·安徽高考·T24)如图所示,质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动,开始轻杆处于水平状态,现给小球一个竖直向上的初速度6ec8aac122bd4f6e=4 m/s,g取106ec8aac122bd4f6e

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(1)若锁定滑块,试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向。

(2)若解除对滑块的锁定,试求小球通过最高点时的速度大小。

在满足(2)的条件下,试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。

 

(1)2N,方向竖直向上 (2)   (3) m 【解析】设小球能通过最高点,且此时的速度为v1,在上升过程中,因只有重力做功,小球的机械能守恒,则   ①     ② 设小球到达最高点时,轻杆对小球的作用力为F,方向向下,则小球受到的拉力和重力提供做圆周运动的向心力,有  ③ 由②③式,得   ④ 由牛顿第三定律知,小球对轻杆的作用力大小为2N,方向竖直向上。 (2)若解除锁定,设小球通过最高点时的速度为v2,此时滑块的速度为V 。小球和滑块起始状态沿在水平方向初速度均为零,在上升过程中,因系统在水平方向不受外力作用,水平方向的动量守恒。以水平向右方向为正方向,有     ⑤ 在上升过程中,因只有重力做功,系统的机械能守恒,则  ⑥, 由⑤⑥式得。 (3)设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始位置点间的距离为s1,滑块向左移动的距离为s2。任意时刻小球的水平速度大小为v3,滑块的速度大小为V‘。由系统水平方向的动量守恒,得  ⑦将⑦式两边同乘以,得   ⑧,因⑧式对任意时刻附近的微小间隔都成立,累积相加后,有   ⑨,又   ⑩,由⑨⑩式,得m
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B. 蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加

C. 蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

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(1)小球经过B点时的速度为多大?

(2)小球经过圆弧轨道最低处C点时受到的支持力为多大?

(3)小球从D点抛出后,受到的阻力Ff与其瞬时速度方向始终相反,求小球从D点至S点的过程中阻力所做的功.

 

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(2011·镇江实验检测)一小船在河中的运动轨迹如图所示,下列判断正确的是(  )

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A.若小船在x方向始终匀速,则y方向先加速后减速

B.若小船在x方向始终匀速,则y方向先减速后加速

C.若小船在y方向始终匀速,则x方向先减速后加速

D.若小船在y方向始终匀速,则x方向先加速后减速

 

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如图所示,高为h=1.25 m的平台上,覆盖一层薄冰,现有一质量为60 kg的滑雪爱好者,以一定的初速度v向平台边缘滑去,着地时的速度方向与水平地面的夹角为45°(取重力加速度g=10 m/s2).由此可知下列各项中错误的是(  )

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A.滑雪者离开平台边缘时的速度大小是5.0 m/s

B.滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5 m

C.滑雪者在空中运动的时间为0.5 s

D.着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是300 W

 

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