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如图所示,竖直平面内,固定一半径为R的光滑圆环,圆心为O,O点正上方固定一根竖直...

如图所示,竖直平面内,固定一半径为R的光滑圆环,圆心为OO点正上方固定一根竖直的光滑杆.质量为m的小球A套在圆环上,上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B一起套在杆上,小球A和滑块B之间再用长为2R的轻杆通过铰链分别连接.当小球A位于圆环最高点时,弹簧处于原长;当小球A位于圆环最右端时,装置能够保持静止.若将小球A置于圆环的最高点并给它一个微小扰动(初速度视为0),使小球沿环顺时针滑下,到达圆环最右端时小球A的速度vA= (g为重力加速度).不计一切摩擦,AB均可视为质点.求:

 

(1)此时滑块B的速度大小;

(2)此过程中,弹簧对滑块B所做的功;

(3)小球A滑到圆环最低点时,弹簧弹力的大小.

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)由于此时A、B速度方向都是竖直向下的,即此时它们与轻杆的夹角大小相等,又因为A、B沿轻杆方向的分速度大小相等,所以此时滑块B的速度大小为 (2)对系统,由最高点到图示位置,根据动能定理得 其中 解得 (3)图示位置系统能够保持静止,对系统进行受力分析,如图所示 根据平衡条件有 小球A滑到圆环最低点时弹簧的伸长量为 所以在最低点时,弹簧的弹力大小为 解得
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考点分析:
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如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车,正以10 m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的vt图象如图乙所示(t15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小.

(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1

(2)求汽车刚好到达B点时的加速度a

(3)BC路段的长度.

 

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如图所示,一质量为1kg的物体静止放在粗糙程度相同的水平面上。在时刻,对物体施加一与水平方向成角的力的作用,物体做匀加速直线运动一段时间后,撤去力,最终停在水平面上。从时刻开始,每隔0.1s通过速度传感器测量出物体的瞬时速度,物体运动过程中的部分测量数据如下表所示。已知。求:

0.3

1.6

1.7

1.8

1.8

3.0

2.5

2.0

 

(1)的大小;

(2)物体运动过程中获得的最大动能;

(3)整个运动过程中物体克服摩擦力所做的功。

 

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光滑水平轨道右端处平滑连接着一个在竖直面内、半径为的光滑半圆轨道,在距离点,用水平恒力(未知)将质量为的物块(可视为质点)从静止开始推到处,且物块到处时立即撤去恒力,物块沿半圆轨道运动到轨道最高点处后,又正好落回点。已知重力加速度为

(1)求水平恒力对物块所做的功与物块在光滑水平轨道运动的位移的关系。

(2)取何值时,完成上述运动水平恒力对物块所做的功最少,功的最小值为多少?

 

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电动机通过一绳子吊起质量为的物体,绳的拉力不能超过,电动机的功率不能超过,要将此物体由静止开始用最快的方式吊高90 m(已知此物体在被吊高接近90 m时,已以最大速度匀速上升),所需时间为多少?

 

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质量为m的小球在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上做匀加速运动,经时间t运动到P点;撤去F又经时间t小球回到出发点,速度大小为v。不计空气阻力,重力加速度为g,则下列判断正确的是(   )

A.撤去力F时小球的动能为

B.小球上升的最大高度为

C.拉力F所做的功为

D.拉力F的最大功率为

 

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