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两根长直轨道与一半径为R的半圆型圆弧轨道相接于A、C两点,B点为轨道最低点,O为...

两根长直轨道与一半径为R的半圆型圆弧轨道相接于A、C两点,B点为轨道最低点,O为圆心,轨道各处光滑且固定在竖直平面内.质量均为m的两小环P、Q用长为manfen5.com 满分网R的轻杆连接在一起,套在轨道上.将MN两环从距离地面2R处由静止释放,整个过程中轻杆和轨道始终不接触,重力加速度为g,求:
(1)当P环运动到B点时,系统减少的重力势能△EP
(2)当P环运动到B点时的速度v;
(3)在运动过程中,P环能达到的最大速度vm
(4)若将杆换成长manfen5.com 满分网,P环仍从原处由静止释放,经过半圆型底部再次上升后,P环能达到的最大高度H.

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(1)轻杆下滑过程,系统的机械能守恒,确定出两环下降的高度,即可由求得△EP; (2)P、Q都进入圆轨道后,两环具有相同角速度,两环速度大小一定相等,根据系统的机械能守恒列式求解最大速度. (3)当系统质心下降到最低处时,系统达到的速度最大,此时MN离O点竖直高度为,再由机械能守恒求解. (4)由于杆长超过了半圆直径,故A环一直在下方,速度为零时,结合几何关系并根据机械能守恒定律列方程求解即可求解出高度. 【解析】 (1)当P环运动到B点时,系统减少的重力势能 (2)P、Q都进入圆轨道后,两环具有相同角速度,则两环速度大小一定相等 整体的机械能守恒,则有:△EP=△EK 则得  得到 (3)当系统质心下降到最低处时,系统达到的速度最大,此时MN离O点竖直高度为 则有  得到 (4)由于杆超过了半圆直径,所以两环运动如图. M再次上升后,设位置比原来高h,如图所示. 由机械能守恒:-mgh+mg(2R-2R-h)=0  解得, P环能达到的最大高度 答: (1)当P环运动到B点时,系统减少的重力势能△EP是(3+)mgR. (2)当P环运动到B点时的速度v是. (3)在运动过程中,P环能达到的最大速度vm是. (4)若将杆换成长,P环仍从原处由静止释放,经过半圆型底部再次上升后,P环能达到的最大高度H是(+1)R.
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考点分析:
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时间t(s)0.10.20.30.40.50.60.7
下滑距离s(m)0.10.30.71.42.12.83.5
(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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