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如图所示,半径R=0.5m的光滑半圆轨道竖直固定在高h=0.8m的光滑水平台上并...

如图所示,半径R=0.5m的光滑半圆轨道竖直固定在高h=0.8m的光滑水平台上并与平台平滑连接,平台CDL=1.2m。平台上有一用水平轻质细线栓接的完全相同的物块m1m2组成的装置QQ处于静止状态。装置Q中两物块之间有一处于压缩状态的轻质小弹簧(物块与弹簧不栓接)。某时刻装置Q中细线断开,待弹簧恢复原长后,m1m2两物块同时获得方向相反的水平速度,m1经半圆轨道的最高点A后,落在水平地面上的M点,m2落在水平地面上的P点。已知ml=m2=0.2kg,不计空气阻力,g10m/s2。若两物块之间弹簧被压缩时所具有的弹性势能为7.2J,求:

1)物块m1通过平台到达半圆轨道的最高点A时对轨道的压力;

2)物块m1m2相继落到水平地面时PM两点之间的水平间距。

 

(1)4.4N,方向竖直向下(2)1.2m 【解析】 (1)m1和m2被弹簧弹开的过程,动量守恒: 0=m1v1- m2v2 能量守恒: Ep=m1v12+m2v22 解得: v1= v2=6m/s m1从C到A的过程能量守恒: m1v12-mlvA2=mg·2R 解得: vA=4m/s 在最高点A,由牛顿第二定律知: FN+mg= 解得: FN=4.4N 由牛顿第三定律知,压力大小是4.4N,方向竖直向下 (2)设物块m1从A点平抛落到平台上: x1=vAt1 2R=gt2 解得 x1=m>L 所以落到水平地面上 m1平抛运动: x1´= vAt1´ h+2R=gt1´2 x1´=2.4m 物块m2从D点平抛运动: x2= v0t2 h=gt22 x2=2.4m 所以PM两点之间的水平距离: Δx=L+x2- x1´=1.2m  
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考点分析:
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在粗糙绝缘的水平面上的同一直线上有ABC三个质量都为m的物体(都可视为质点),其中物体C被固定,其带电量为+Q,它产生的电场在竖直面MN的左侧被屏蔽。物体B带电量为+q,恰好处在被屏蔽区边缘;物体A不带电。此时AB均静止,它们相距l1BC相距l2。现对位于P点的物体A施加一水平向右的瞬时冲量,A在向右运动过程中与B碰撞后粘连(碰撞时间极短),并进入电场区前进了lll2)的距离时,由于物体C排斥作用而折回,再次进入被屏蔽区后恰好也前进了l距离时静止。已知物体AB与整个水平面间的动摩擦因数都为μ,求:最初在P点时对物体A施加的瞬时冲量的大小。(竖直面MN不影响物体在两区域间穿行,忽略带电体在MN左侧被屏蔽区域受到的一切电场力)

 

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如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上,小车左端放一个质量为m的木块,小车的右端固定一个轻质弹簧.现给木块一个水平向右的瞬时冲量I,木块便沿小车向右滑行,在与弹簧作用后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端.试求:

1)木块返回到小车左端时小车的动能;

2)弹簧获得的最大弹性势能.

 

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如图所示,质量为m10.5 kg的小物块P置于台面上的A点并与水平弹簧的右端接触(不拴接),轻弹簧左端固定,且处于原长状态.质量M1 kg的长木板静置于水平面上,其上表面与水平台面相平,且紧靠台面右端.木板左端放有一质量m21 kg的小滑块Q.现用水平向左的推力将P缓慢推至B(弹簧仍在弹性限度内),撤去推力,此后P沿台面滑到边缘C时速度v010 m/s,与小车左端的滑块Q相碰,最后物块P停在AC的正中点,滑块Q停在木板上.已知台面AB部分光滑,P与台面AC间的动摩擦因数μ10.1AC间距离L4 m.滑块Q与木板上表面间的动摩擦因数μ20.4,木板下表面与水平面间的动摩擦因数μ30.1(g10 m/s2),求:

(1)撤去推力时弹簧的弹性势能;

(2)长木板运动中的最大速度;

(3)长木板的最小长度.

 

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如图所示,在水平光滑桌面上放一质量为m的玩具小车,在小车的平台(小车的一部分)上有一质量可忽略的弹簧,一端固定在平台上,另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细绳捆住,用手将小车固定在桌面上,然后烧断细绳,小球就被弹出,落在车上A点,OA=s。如果小车不固定而烧断细绳,球将落在车上何处?设小车足够长,球不致落在车外。

 

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如图所示,在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和光滑圆弧滑块CD,其始端D点切线水平且在木板AB上表面内,它们紧靠在一起,一可视为质点的物块P,质量也为m,从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB,过B点时速度为,此后又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处,已知木板AB上表面粗糙,与物块间的动摩擦因数为μ,求:

1)物块滑到B处时木板的速度vAB

2)木板的最小长度L

3)滑块CD圆弧的半径R

 

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