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如图所示,一小物块从点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到点后,进入...

如图所示,一小物块从点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到点后,进入半径的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,小物块离开圆形轨道后继续沿水平直线轨道向点运动,点右侧有一深坑,两点间的竖直高度,水平距离,水平轨道长为长为,小物块与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度

(1)若小物块恰能通过圆形轨道的最高点,求小物块在点的初速度的大小。

(2)若小物块既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进深坑,求小物块在点的初速度的范围。

 

(1)3m/s(2)或 【解析】 (1)设小物块恰能通过圆形轨道最高点的速度为,由牛顿第二定律得 从到最高点,由机械能守恒定律得 由到,由动能定理得 解得小物块在点的速度为 (2)若小物块刚好停在处,则由动能定理得 解得 若小物块停在段,则 若小物块能通过点,并恰好不掉进深坑,则有 由动能定理得 解得 所以小球在点的初速度范围为 或  
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考点分析:
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如图所示是“S”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平而内,轨道由两个半径相等的半圆环连接而成,圆环半径比细管内径大得多,轨道底端与水平地面相切,弹射装置将一小物块(可视为质点)从点水平射出,经点进入轨道,从点水平抛出。已知小物块与地面间的动摩擦因数,其他摩擦不计,段长,圆环的半径,小物块的质量,轨道总质量,重力加速度

(1)若小物块的初速度大小,求小物块从点抛出后的水平射程;

(2)设小物块进入轨道之前,轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力,当小物块初速度至少为多少时,小物块在轨道中会出现轨道对地面的压力为零的情况?

 

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长均为L的两根轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,A、B两点间的距离也为L,重力加速度大小为g。今使小球在竖直平面内以A、B连线为轴做圆周运动,若小球在最高点速率为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点速率为2v时,每根绳的拉力大小均为(   )

A.     B.     C.     D.

 

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如图所示,水平杆两端有挡板,质量为的小木块A穿在水平杆上,轻质弹簧一端与水平杆左侧挡板连接,另一端与A连接。初始时弹簧处于伸长状态,弹力恰好等于A与杆间的最大静摩擦力,A与杆间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A到竖直轴的距离为。现使杆绕竖直轴由静止缓慢加速转动。若A不与挡板接触,则下列说法正确的是( 

A.弹簧伸长量先保持不变后逐渐增大

B.弹簧伸长量先减小后增大

C.当角速度时,摩擦力为零

D.当角速度时,弹簧弹力为零

 

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如图所示,在光滑水平面上,钉有两个钉子AB,相距20cm,用一长为1m的细绳,一端系一质量为0.4kg的小球,另一端固定在钉子A上,开始时小球与钉子AB均在一条直线上(图示位置),然后使小球以2m/s的速率开始,在水平面上做匀速圆周运动,若细绳能承受的最大拉力为4N,则从开始运动到细绳断开经历的时间是( 

A. B. C. D.

 

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如图,在电动机转轮上距轴处固定一质量为的小球,电机启动后,球以角速度轴匀速转动,则电机对地面最大压力和最小压力之差为( 

A. B. C. D.

 

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