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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,用铰链将三个质量均为m的小球A、B、C与两根长为L轻杆相连, B、C置于水平地面上.在轻杆竖直时,将A由静止释放,B、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动.忽略一切摩擦,重力加速度为g.则此过程中(  )

A.A的机械能一直减小

B.A落地的瞬时速度为

C.B对地面的压力始终等于

D.B对地面的压力可小于mg

 

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如图所示,长为的轻杆上端及其正中央固定两个质量均为的小球,杆竖直立在光滑的水平面上,杆原来静止,现让其自由倒下,设杆在倒下过程中着地端始终不离开地面,则落地时的速度大小为(  )

A. B. C. D.

 

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如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,O是圆心,虚线OC水平,D是圆环最低点.两个质量均为m的小球AB套在圆环上,两球之间用轻杆相连,从图示位置由静止释放,则

A.B球运动至最低点D时,AB系统重力势能最小

B.AB系统在运动过程中机械能守恒

C.A球从C点运动至D点过程中受到的合外力做正功

D.当杆水平时,AB球速度达到最大

 

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如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面与水平面平滑连接于点,右端连接内、外壁光滑且半径的四分之一细圆管,管口端正下方直立一根劲度系数为的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口端平齐。一个质量为的小滑块(可视为质点)放在曲面上,现从距的高度为处由静止释放小滑块,它与间的动摩擦因数,小滑块进入管口端时,它与上管壁有大小为的相互作用力,通过后,在压缩弹簧过程中小滑块速度最大时弹簧的弹性势能为。不计空气阻力,取重力加速度。求:

(1)小滑块在处受到的向心力大小;

(2)在压缩弹簧过程中小滑块的最大动能

(3)小滑块最终停止的位置。

 

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如图所示,一可视为质点的物体质量为m=1kg,在左侧平台上水平抛出,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑,A、B为圆弧两端点,其连线水平,O为轨道的最低点.已知圆弧半径为R=1.0m,对应圆心角为θ=106°,平台与AB连线的高度差为h=0.8m.(重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

(1)物体平抛的初速度V0

(2)物体运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力.

 

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