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儿童智力拼装玩具“云霄飞车”的部分轨道简化为如下模型:光滑水平轨道MN与半径为R...

儿童智力拼装玩具“云霄飞车”的部分轨道简化为如下模型:光滑水平轨道MN与半径为R的竖直光滑圆弧轨道相切于N点,质量为m的小球A静止于P点,小球半径远小于R.与A相同的小球B以速度v0向右运动,AB碰后粘连在一起.求当v0的大小在什么范围时,两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道?已知重力加速度为g

 

或 【解析】 设A、B碰撞后的速度为,恰好运动到圆弧最高点时的速度为 对A、B,碰撞过程中动量守恒,由动量守恒定律得 欲使A、B运动时不脱离圆弧轨道,有两种可能: (1)当较小时,A、B最高只能运动到与圆心等高的地方 对A、B,从碰后到与圆心等高的地方,由动能定理有 联立得 (2)当较大时,A、B能够做完整的圆周运动.讨论A、B恰好做完整圆周运动时的情形,对A、B,从碰后运动到圆周最高点的过程中,由动能定理 在最高点时,由牛顿第二定律得 联立得 综上所述,当或时,两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道.  
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考点分析:
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如图所示,用长为R的不可伸长的轻绳将质量为的小球A悬挂于O点.在光滑的水平地面上,质量为m的小物块B(可视为质点)置于长木板C的左端静止.将小球A拉起,使轻绳水平拉直,将A球由静止释放,运动到最低点时与小物块B发生弹性正碰.

1)求碰后轻绳与竖直方向的最大夹角θ的余弦值.

2)若长木板C的质量为2m,小物块B与长木板C之间的动摩擦因数为μ,长木板C的长度至少为多大,小物块B才不会从长木板C的上表面滑出?

 

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AB两球沿一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移时间图象,ab分别为AB两球碰前的位移时间图象,c为碰撞后两球共同运动的位移时间图象,若A球质量mA2 kg,则由图象判断下列结论正确的是(  )

A.AB碰撞前的总动量为3 kg·m/s

B.碰撞时AB所施冲量为-4 N·s

C.碰撞前后A的动量变化为4 kg·m/s

D.碰撞中AB两球组成的系统损失的动能为10 J

 

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如图所示,两个小物块静止在光滑水平面上,它们之间由一根细线连接且夹着一个处于压缩状态的轻弹簧。烧断细线后,被弹出的小物块在同一直线上运动,且弹簧与它们分离。的质量分别是2kg4kg则下列判断正确的是

A. 小物块的速率之比为1:2

B. 弹簧对小物块所做的功的大小之比为2:1

C. 弹簧对小物块的冲量大小之比为2:1

D. 小物块的动能之比为1: 2

 

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如图,用长为的轻绳悬挂一质量为M的沙箱,沙箱静止.一质量为m的弹丸以速度水平射入沙箱并留在其中,随后与沙箱共同摆动一小角度.不计空气阻力.对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程(        )

A.若保持m、v不变,M变大,则系统损失的机械能变小

B.若保持M、v不变,m变大,则系统损失的机械能变小

C.若保持M、m不变,v变大,则系统损失的机械能变大

D.若保持M、mv不变,变大,则系统损失的机械能变大

 

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一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v,重心上升高度为h。在此过程中(  )

A.地面对他的冲量为mvmgΔt,地面对他做的功为mv2

B.地面对他的冲量为mvmgΔt,地面对他做的功为零

C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为mv2

D.地面对他的冲量为mvmgΔt,地面对他做的功为零

 

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