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如图所示,半径为的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内,为圆轨道的圆心,为圆轨道的最...

如图所示,半径为的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内,为圆轨道的圆心,为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面与圆心等高.质量为的小球从离点高度为处()的点由静止开始下落,从点进入圆轨道,重力加速度为).

1)小球能否到达点?试通过计算说明;

2)求小球在最高点对轨道的压力范围;

3)通过计算说明小球从点飞出后能否落在水平面上,若能,求落点与点水平距离的范围.

 

(1)小球能到达点;(2);(3) 【解析】 (1)当小球刚好通过最高点时应有: 由机械能守恒可得: 联立解得,因为的取值范围为,小球能到达点; (2)设小球在点受到的压力为,则 联立并结合的取值范围解得: 据牛顿第三定律得小球在最高点对轨道的压力范围为: (3)由(1)知在最高点速度至少为 此时小球飞离后平抛,有: 联立解得,故能落在水平面上, 当小球在最高点对轨道的压力为时,有: 解得 小球飞离后平抛, 联立解得 故落点与点水平距离的范围为:  
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考点分析:
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如图所示,在光滑水平面上有一段质量不计,长为6m的绸带,在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块AB,现同时对AB两滑块施加方向相反,大小均为F=12N的水平拉力,并开始计时.已知A滑块的质量mA=2kgB滑块的质量mB=4kgAB滑块与绸带之间的动摩擦因素均为μ=0.5AB两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绸带的伸长,求:

1t=0时刻,AB两滑块加速度的大小;

203s时间内,滑块与绸带摩擦产生的热量.

 

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已知弹簧所储存的弹性势能与其形变量的平方成正比。如图所示,一轻弹簧左端固定在粗糙的水平轨道M点的竖直挡板上,弹簧处于自然状态时右端位于O点,轨道的MN段与竖直光滑半圆轨道相切于N点。ON长为L=1.9m,半圆轨道半径R=06m现将质量为m的小物块放于O点并用力缓慢向左压缩x时释放,小物块刚好能到达N点;若向左缓慢压缩2x时释放,小物块刚好能通过B点小物块与水平轨道之间的动摩擦因数=0.25。重力加速度取10m/s2

小物快看成质点,求:

(1)小物块刚好能通过B点时的速度大小;

(2)弹簧的压缩量x(结果可用根号表示)

 

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如图所示,半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,直径AC水平,一个质量为m的物块从圆弧轨道A端正上方P点由静止释放,物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动,到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍,重力加速度为g,不计空气阻力,不计物块的大小,则:

(1)物块到达A点时的速度大小和PA间的高度差分别为多少?

(2)物块从A运动到B所用时间和克服摩擦力做的功分别为多少?

 

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一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧下端固定于倾角为θ=53°的光滑斜面底端,上端连接物块Q.一轻绳跨过定滑轮O,一端与物块Q连接,另一端与套在光滑竖直杆的物块P连接,定滑轮到竖直杆的距离为d=0.3m.初始时在外力作用下,物块PA点静止不动,轻绳与斜面平行,绳子张力大小为50N.已知物块P质量为m1=0.8kg,物块Q质量为m2=5kg,不计滑轮大小及摩擦,取g=10m/s2.现将物块P静止释放,求:

(1)物块P位于A时,弹簧的伸长量x1

(2)物块P上升h=0.4m至与滑轮O等高的B点时的速度大小

(3)物块P上升至B点过程中,轻绳拉力对其所做的功.

 

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如图所示,两个半径均为R的四分之一圆弧构成的光滑细管道ABC竖直放置,且固定在光滑水平向上,圆心连线水平,轻弹簧左端定在竖直板上,右端与质量为m的小球接触(不拴接,小球的直略小于管的内径),宽和高与为R的本盒子固定于水平面上,盒子左侧DG到管道右端C的水平离为R,开始时弹簧处手锁定状态,具有的弹性势能为,其中g为重力加速度.解除锁定、小球离开弹簧进入管道、最后从C点抛出.(轨道ABC与木盒截面EFGD在同一竖直面内)

1)求小球经C点时的动能

2)求小球经C点时对轨道的压力;

3)小球从C点抛出后能直接击中盒子底部时,讨论弹簧定时弹性势能满足什么条件?

 

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