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如图所示,光滑圆弧形凹槽ABC放在水平地面上,O为圆心,A、C两点等高且为圆弧边...

如图所示,光滑圆弧形凹槽ABC放在水平地面上,O为圆心,A、C两点等高且为圆弧边缘,B为最低点,张角∠AOC可随意调节,圆弧半径r=0.5m。现将OA与竖直方向的夹角θ1调为53°,把一个质量m=0.1kg的小球从水平桌面的边缘P点以v0=3m/s向右水平抛出,该小球恰能从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽。已知sin53°=0.8,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。

(1)求小球运动到A点时的速度大小;

(2)求小球在B点时对轨道的压力大小;

(3)改变θ1和v0的大小,同时把凹槽在水平地面上左右移动,使小球仍能从A点沿切线方向进入凹槽。若PA与竖直方向的夹角为θ2,试证明:

 

(1)5m/s (2)6.8N(3)见解析; 【解析】 试题分析:(1)将小球经A点时的速度vA分解,有: 解得: (2)小球从A到B的过程,由机械能守恒定律有 在B点,对小球有: 代入数据解得 由牛顿第三定律知,小球经B点时对圆槽的压力大小为6.8N。 (3)小球能从A点沿切线方向进入圆弧,说明其经A点时的速度vA与水平方向的夹角为θ1。设它从P到A的时间为t,则有: 所以有:,得证 考点:机械能守恒定律;运动的合成及分解 【名师点睛】解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法,平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.以及知道速度与水平方向夹角的正切值是同一位置位移与水平方向夹角的正切值的两倍  
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考点分析:
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为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为,长为的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为。取

求:(1)小球初速度v0的大小;

(2)小球滑过C点时的速率vc

(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件。

 

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1)小球a的质量;

2)当杆转动到竖直位置时,小球b的速度大小.(结果可用根式表示)

 

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质量为4kg的木块放在倾角为300长为15m的固定斜面上时,木块恰好能沿斜面匀速下滑,若改用沿斜面向上的恒力F拉木块,木块从静止开始沿斜面运动25m所用的时间为1sg10m/s2)求:

1)恒力F的大小

2)要使物体能从斜面底端运动到顶端F至少要作用多长时间?

 

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从地面上以初速度v0=10 m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2 kg的小球,若运动过程中小球受到的空气阻力f与其速率v成正比,其关系为f=kv,小球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=2m/s,且落地前已经做匀速运动(取g=10m/s2),则以下说法正确的是

A.k的值为1kg.s/m

B.小球在上升阶段速度大小为1 m/s时,加速度大小为20m/s2

C.小球抛出瞬间的加速度大小为60m/s2

D.小球抛出到落地过程中所用时间为1.2s

 

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如图所示,将小砝码放在桌面上的薄纸板上,若砝码和纸板的质量分别为Mm,各接触面间的动摩擦因数均为μ,砝码到纸板左端的距离和到桌面右端的距离均为d。现用水平向右的恒定拉力F拉动纸板,下列说法正确的是

A. 纸板相对砝码运动时,纸板所受摩擦力的大小为

B. 要使纸板相对砝码运动,F一定大于

C. 若砝码与纸板分离时的速度小于,砝码不会从桌面上掉下

D. 时,砝码恰好到达桌面边缘

 

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