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如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质...

如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmgk>1.断开轻绳,棒和环自由下落.假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失,棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计.求:

1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度。

2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程s.

3)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功W.

 

1)(k-1)g,方向竖直向上(2)(3) 【解析】试题分析:在棒上升的过程中,环要受到重力的作用,同时由于环向下运动而棒向上运动,环还要受到棒的向上的摩擦力的作用,根据牛顿第二定律列式可以求得加速度的大小.棒运动的总路程为原来下降的高度H,加上第一次上升高度的两倍,对棒受力分析可以求得棒的加速度的大小,在由运动学公式可以求得上升的高度.整个过程中能量的损失都是由于摩擦力对物体做的功,所以根据能量的守恒可以较简单的求得摩擦力对环及棒做的总功. (1)设棒第一次上升过程中,环的加速度为 环受合力 ① 由牛顿第二定律 ② 由①②得,方向竖直向上 (2)设以地面为零势能面,向上为正方向,棒第一次落地的速度大小为v1. 由机械能守恒得: 解得 设棒弹起后的加速度 由牛顿第二定律 棒第一次弹起的最大高度 解得 棒运动的路程 (3)设环相对棒滑动距离为l 根据能量守恒 摩擦力对棒及环做的总功 解得  
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考点分析:
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如图所示.在建筑装修中,工人用m=5kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨,已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数均相同。(gl0m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8

1〕磨石A受到与水平方向成=37°斜向下的推力F1,当F1=50N时,A恰好在水平地面上做匀速直线运动,求A与地面间的动摩擦因数

2)又用A对倾角=37°的斜壁进行打磨,对A施加竖直向上的推力F2=60N,求磨石A从静止开始沿斜壁向上运动0.5m(斜壁长>0.5m)所用的时间。

 

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如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为时恰能沿斜面匀速下滑.保持斜面倾角为,对物体施加一水平向右的恒力F,使物体沿斜面匀速向上滑行(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).增大斜面倾角,当倾角超过某一临界角时,则不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,已知重力加速度为g,试求:

1)物体与斜面间的动摩擦因数

2)水平恒力F的大小;

3)这一临界角的大小。

 

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如图为火车站装载货物的示意图,AB段是距水平传送带装置高为的光滑斜面,水平段BC使用水平传送带装置,BC,与货物包的摩擦系数为,皮带轮的半径为,上部距车厢底水平面的高度。设货物包由静止开始从A点下滑,经过B点的拐角处无能量损失,通过调整皮带轮(不打滑)的转动角速度可使货物包经C点被水平抛出后落在车厢上的不同位置(车厢足够长,货物包不会撞到车厢壁),取

(1)当皮带轮静止时,请判断货物包能否在C点被水平抛出,若不能,请说明理由;若能,请算出货物包在车厢内的落点到C点的水平距离;

(2)当皮带轮以角速度顺时针匀速转动时,求货物包在车厢内的落点到C点的水平距离.

 

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如图所示,光滑水平地面与足够长的倾角θ30°的光滑斜面平滑连接,A球位于斜面底端,B球在水平地面上,两者相距L10 m.现AB两个小球均以初速度v010m/s开始运动,A沿斜面向上,B沿水平面向右,取g10m/s2,求:

(1)B球刚要滑上斜面时A球的速度;

(2)A球到达最高点时,AB两球之间的距离.

 

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奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过420秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.取重力加速度的大小g10 m/s2.

(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;

(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为fkv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保留1位有效数字)

 

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