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如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD光滑,内圆的上...

如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD光滑,内圆的上半部分粗糙,下半部分光滑。一质量的小球从轨道的最低点A处以初速度向右运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径,取。(答案可以保留根号)

(1)若要使小球始终紧贴着外圆做完整的圆周运动,初速度至少为多少?

(2),经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少?

(3),经过足够长的时间后,在小球运动的整个过程中摩擦力做的功是多少?

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)设小球从A点以最小速度贴着光滑的外轨道到最高点的最小速度为为,有 得 小球从最低点A到最高点C的过程,据动能定理得 解得 即初速度至少为 (2)若,在最高点C处,设加速度为 得 小球从最低点A到最高点的过程,据动能定理得 得 (3)若,经过足够长得时间,因下半圆轨道均光滑,小球最终会在DAB之间往复运动,且 小球从最低点A到D或B的全过程,据动能定理得 得  
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考点分析:
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在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到最大速度为15m/s时,位移为20m,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度,并描绘出图像,如图所示(图中ABBO均为直线)。假设电动车行驶中所受阻力恒定,求此过程中:

(1)电动车的额定功率;

(2)电动车由静止开始运动,速度达到10m/s时,加速度为多大;

(3)电动车由静止开始运动,速度刚达到15m/s时,运动了多长时间。

 

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如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从AB的过程中,物块(  

A.加速度先减小后增大

B.经过O点时摩擦力的功率最大

C.所受弹簧弹力始终做正功

D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功

 

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质量的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。02s内力F与运动方向相反,24s内力F与运动方向相同,物体的图像如图所示。g,则(  

A.F的大小为100N

B.物体在4s时力F的瞬时功率为120W

C.4s内力F所做的功为480J

D.4s内物体克服摩擦力做的功为480J

 

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如图所示,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有

A.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度

B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道I上经过A的动能

C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道I上运动的周期

D.在轨道Ⅱ上,B点引力的功率是最大的

 

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如图所示,从地面上A点发射一枚远程弹道导弹,在引力作用下,沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标BC为轨道的远地点,距地面高度为h.已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G.设距地面高度为h的圆轨道上卫星匀速圆周运动周期为T0.下列结论正确的是(  )

A.导弹在C点的速度大于

B.导弹在C点的速度等于

C.导弹从A点运动到B点的时间一定小于T0

D.导弹在C点的加速度等于

 

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