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如图所示,左侧竖直墙面上固定半径为R=0.3 m的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆...

如图所示,左侧竖直墙面上固定半径为R=0.3 m的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆.质量为ma=100 g的小球a套在半圆环上,质量为mb=36 g的滑块b套在直杆上,二者之间用长为l=0.4 m的轻杆通过两铰链连接.现将a从圆环的最高处由静止释放,使a沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,ab均视为质点,重力加速度g=10 m/s2.求:

(1)小球a滑到与圆心O等高的P点时的向心力大小;

(2)小球aP点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中,杆对滑块b做的功.

 

(1)2 N (2)0.1944 J 【解析】 (1)当a滑到与圆心O等高的P点时,a的速度v沿圆环切线竖直向下,b的速度为零, 由机械能守恒可得:,解得v=; 在P点对小球a,由牛顿第二定律可得: (2)杆与圆环相切时,如图所示,此时a的速度沿杆方向,设此时b的速度为vb, 则知, 由几何关系可得: 球a下降的高度 a、b及杆组成的系统机械能守恒: 对滑块b,由动能定理得:W==0.1944J  
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考点分析:
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如图所示,轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点,另一端自由伸长到A点,OA之间的水平面光滑,固定曲面在B处与水平面平滑连接.AB之间的距离s=1 m.质量m=0.2 kg的小物块开始时静置于水平面上的B点,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.现给物块一个水平向左的初速度v0=5 m/sg10 m/s2.

(1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep

(2)求物块返回B点时的速度大小;

(3)若物块能冲上曲面的最大高度h=0.2 m,求物块沿曲面上滑过程所产生的热量.

 

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如图所示,两个半圆柱AB紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为RC的质量为mAB的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面.整个过程中B保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:

(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F;

(2)动摩擦因数的最小值μmin;

(3)A移动的整个过程中,拉力做的功W

 

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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。

 

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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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