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如图,在竖直平面内有由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连...

如图,在竖直平面内有由圆弧AB圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为RBC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动。

(1)求小球在BA两点的动能之比;

(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。

 

(1) ;(2) 小球恰好可以沿轨道运动到C点。 【解析】 (1)设小球的质量为m,小球在A点的动能为,由机械能守恒可得 ① 设小球在B点的动能为,同理有 ② 由①②联立可得 ③ (2)若小球能沿轨道运动到C点,小球在C点所受轨道的正压力N应满足 ④ 设小球在C点的速度大小为,根据牛顿运动定律和向心加速度公式有 ⑤ 联立④⑤可得 ⑥ 根据机械能守恒可得 ⑦ 根据⑥⑦可知,小球恰好可以沿轨道运动到C点。
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考点分析:
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如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定,在A点弹性绳自然长度等于AB,跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球,小球穿过竖直固定的杆。初始时ABC在一条水平线上,小球从C点由静止释放滑到E点时速度恰好为零。已知CE两点间距离为hDCE的中点,小球在C点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是

A. 小球在D点时速度最大

B. 若在E点给小球一个向上的速度v,小球恰好能回到C点,则v=

C. 小球在CD阶段损失的机械能等于小球在DE阶段损失的机械能

D. 若仅把小球质量变为2m,则小球到达E点时的速度大小v=

 

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如图所示,竖直墙上固定有光滑的小滑轮D,质量相等的物体AB用轻弹簧连接,物体B放在地面上,用一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接,另一端跨过定滑轮与小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C位于位置R时,绳与细杆的夹角为θ,此时物体B与地面刚好无压力图中SD水平,位置RQ关于S对称现让小环从R处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状态,且环到达Q时速度最大.下列关于小环C下落过程中的描述正确的是(      )

A.物体A、C和轻弹簧组成的系统机械能守恒

B.小环C下落到位置S时,小环C的机械能一定最大

C.小环C从位置R运动到位置Q的过程中,弹簧的弹性势能一定先减小后增大

D.小环C到达Q点时,物体A与小环C的动能之比为

 

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如图所示,在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道.半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从PB的运动过程中( )

A.重力做功2mgR

B.机械能减少mgR

C.合外力做功mgR

D.克服摩擦力做功

 

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地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面.某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第①次和第②次提升过程,

A.矿车上升所用的时间之比为4:5

B.电机的最大牵引力之比为2:1

C.电机输出的最大功率之比为2:1

D.电机所做的功之比为4:5

 

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如图所示,半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切,质量均为m的小球AB与轻杆连接,置于圆轨道上,A位于圆心O的正下方,BO等高。让它们由静止释放,最终在水平面上运动。下列说法正确的是(   )

A.B球滑到圆轨道最低点时,轨道对B球的支持力大小为3mg

B.下滑过程中重力对B球做功的功率先增大后减小

C.下滑过程中B球的机械能增加

D.整个过程中轻杆对A球做的功

 

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