如图所示,将一质量为m=0.1kg的小球自水平平台右端O点以初速度v.水平抛出,小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC,并沿轨道恰好通过最高点C,圆轨道ABC的形状为半径R=2.5m的圆截去了左上角l27°的圆弧,CB为其竖直直径,(sin53°=0.8 cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s
2)求:(1)小球经过C点的速度大小;
(2)小球运动到轨道最低点B时小球对轨道的压力大小;
(3)平台末端O点到A点的竖直高度H.
考点分析:
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“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高.设球的重力为1N,不计拍的重力.求:
(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少?
(2)设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,请作出tanθ-F的关系图象.
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如图所示,水平轨道AB与位于竖直面内半径为R=0.90m的半圆形光滑轨道BCD相连,半圆形轨道的BD连线与AB垂直.质量为m=1.0kg可看作质点的小滑块在恒定外力F作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动,物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5.到达水平轨道的末端B点时撤去外力,小滑块继续沿半圆形轨道运动,且恰好能通过轨道最高点D,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到A点.g取10m/s
2,求:
(1)滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小
(2)滑块在AB段运动过程中恒定外力F的大小.
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如图所示,质量为m的小球自由下落高度R后沿竖直平面内的轨道ABC运动.AB是半径为R的
粗糙圆弧,BC是直径为R的光滑半圆弧,小球运动到C点时对轨道的压力恰为零.B是轨道最低点,求:
(1)小球在AB弧上运动时,摩擦力对小球做的功.
(2)小球经B点前、后瞬间对轨道的压力之比.
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为确保行车安全,在高速公路的不同路段都会竖有限速指示牌.若有一段直行连接弯道的路段,其弯道半径R为60m,弯道路面的倾斜角度θ为5°,最大静摩擦力为压力的μ=0.37倍.假定直行路段的限速为120km/h,限速指示牌的可见视野为100m,驾驶员的操作反应时间为2S,为保持平稳减速,限定最大减速加速度为2.5m/s.已知tan 5°=0.087,g=10m/s
2,试计算:
(1)指示牌应标注的限速为多少?
(2)至少应该在弯道前多少距离处设置限速指示牌.
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如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过圆心O水平向右为x轴的正方向.在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器,从t=0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动,速度大小为v.已知容器在t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水.求:
(1)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘转动的角速度ω应为多大?
(2)第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离x.
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