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AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图6-7所示...

AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图6-7所示.一小球自A点起由静止开始沿光滑轨道下滑.已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦,求:

(1)小球运动到B点时的动能;

(2)小球下滑到距水平轨道的高度为R时速度的大小和方向;

(3)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力NBNC各是多大?

 

(1)小球运动到B点时的动能为mgR. (2)小球下滑到距水平轨道的高度为R时的速度大小为,方向为沿圆弧的切线向下,与竖直方向成30°. (3)所受轨道支持力NB为3mg,NC为mg 【解析】试题分析:(1)从A到B的过程中,机械能守恒 所以 Ek=mgR. (2)根据机械能守恒△Ek=△Ep mv2=mgR 所以小球速度大小 v=, 速度方向沿圆弧的切线向下, 小球距水平轨道的高度为R,由三角形的关系可知,小球与竖直方向的夹角为30°. (3)根据牛顿运动定律及机械能守恒,在B点 NB﹣mg=m, mgR=mvB2 解得 NB=3mg 在C点时,小球受力平衡,所以 NC=mg.  
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考点分析:
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一列火车总质量m=500t,机车发动机的额定功率P=6×105 W,在轨道上行驶时,轨道对列车的阻力Ff是车重的0.01倍,g取10m/s2,求:

(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度;

(2)在水平轨道上,发动机以额定功率P工作,当行驶速度为v1=1m/s和v2=10m/s时,列车的瞬时加速度a1、a2各是多少;

(3)在水平轨道上以36km/h速度匀速行驶时,发动机的实际功率P′;

(4)若火车从静止开始,保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动,这一过程维持的最长时间.

 

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长L=0.5m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量为m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动,当通过最高点时,如图所示.求下列情况下杆对球的作用力(计算大小,并说明是拉力还是支持力)

(1)当V1=1m/s时,大小为多少?是拉力还是支持力?

(2)当V2=4m/s时,大小为多少?是拉力还是支持力?

 

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如图所示皮带转动轮,大轮直径是小轮直径的2倍,A是大轮边缘上一点,B是小轮边缘上一点,C是大轮上一点,C到圆心O1的距离等于小轮半径.转动时皮带不打滑,则A、B两点的角速度之比ωA:ωB=      ,B、C两点向心加速度大小之比aB:aC=     

 

 

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研究平抛物体运动的实验中(如图1),通过描点画出平抛小球的运动轨迹.

1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有    

a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接

2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图3y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是

3)图2是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点ABC,测得AB两点竖直坐标y15.0cmy245.0cmAB两点水平间距△x40.0cm.则平抛小球的初速度v0     m/s,若C点的竖直坐标y360.0cm,则小球在C点的速度vC     m/s(结果保留两位有效数字,g10m/s2).

 

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如图所示,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点,另一端系一小球,给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中(  )

A.小球的机械能守恒

B.重力对小球不做功

C.绳的张力对小球不做功

D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少

 

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