(14分)如圖所示，AB為半徑R=0.8 m的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰與平板小車右端平滑對接。小車質(zhì)量M=3 kg，車長L=2.06 m .現(xiàn)有一質(zhì)量m=1 kg的小滑塊，由軌道頂端無初速釋放，滑到B端后沖上小車。已知地面光滑，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，當(dāng)車運(yùn)行了1.5 s時，車被地面裝置鎖定。(g=10 m/s2)試求：

（1）滑塊到達(dá)B端時，軌道對它支持力的大��；

（2）車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離；

（3）從車開始運(yùn)動到被鎖定的過程中，滑塊與平板車構(gòu)成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能。

 

（1）30 N

（2）1 m

（3）6J

解析:（1）由機(jī)械能守恒，得mgR=mv2       ……………………………… 2分

由牛頓第二定律和向心加速度公式，得N-mg=m  …………………………2分

聯(lián)立兩式，代入數(shù)值得軌道對滑塊的支持力：N=3mg=30 N  ………………… 1分

（2）當(dāng)滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律，得

對滑塊有：-μmg=ma1        ……………………………………………………1分

對小車有：umg=Ma2            ………………………………………………………1分

設(shè)經(jīng)時間t兩者達(dá)到共同速度，則有：v+a1t=a2t  解得t=1 s�！�1分

由于1 s＜1.5s，此時小車還未被鎖定，兩者有共同速度：v′=a2t=1 m/s………1分

因此，車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離：S=a2t2+v′（1.5-t）=1 m………2分

（3）從車開始運(yùn)動到被鎖定的過程中，滑塊相對小車滑動的距離

ΔS=t-a2t2=2 m………………………………1分

所以系統(tǒng)損失的機(jī)械能：△E=μmgΔS=6 J ………………………2分

（或系統(tǒng)損失的機(jī)械能：……………………3分）

 

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（本題14分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點(diǎn)，D為軌道的最高點(diǎn)，整個軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時撤去力F，小物塊剛好能到達(dá)D點(diǎn)，試求：(g=10m/s2)

（1）撤去F時小物塊的速度大小；

（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2014屆貴州貴陽北京師范大學(xué)貴陽附屬中學(xué)高三上第一次月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

(14分）如圖所示，質(zhì)量M=0.2kg的長板靜止在水平地面上，與地面間動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，另一質(zhì)量m=0.1kg的帶正電小滑塊以v0=8m/s初速滑上長木板，滑塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ2＝0.5，小滑塊帶電量為q＝2×10－3C，整個運(yùn)動過程始終處于水平向右的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度E＝1×102N/C，（m/s2）求：

（1）剛開始時小滑塊和長板的加速度大小各為多少.

（2）小滑塊最后停在距木板左端多遠(yuǎn)的位置.

（3）整個運(yùn)動過程中產(chǎn)生的熱量.

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年上海市奉賢區(qū)高三11月調(diào)研測試物理試卷（解析版） 題型：計算題

(14分）如圖所示，高為0.3m的水平通道內(nèi)，有一個與之等高的質(zhì)量為M＝1.2kg表面光滑的立方體，長為L＝0.2m的輕桿下端用鉸鏈連接于O點(diǎn)，O點(diǎn)固定在水平地面上豎直擋板的底部（擋板的寬度可忽略），輕桿的上端連著質(zhì)量為m＝0.3kg的小球，小球靠在立方體左側(cè)。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

（1）為了使輕桿與水平地面夾角＝37°時立方體平衡且不動，作用在立方體上的水平推力F1應(yīng)為多大？

（2）若立方體在F2＝4.5N的水平推力作用下從上述位置由靜止開始向左運(yùn)動，則剛要與擋板相碰時其速度多大？

（3）立方體碰到擋板后即停止運(yùn)動，而輕桿帶著小球向左倒下碰地后反彈恰好能回到豎直位置，若小球與地面接觸的時間為t＝0.05s，則小球?qū)Φ孛娴钠骄鶝_擊力為多大？

（4）當(dāng)桿回到豎直位置時撤去F2，桿將靠在立方體左側(cè)漸漸向右倒下，最終立方體在通道內(nèi)的運(yùn)動速度多大？

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年江蘇省高三第一次質(zhì)量檢測物理試卷（解析版） 題型：計算題

（本小題14分）如圖所示為車站使用的水平傳送帶的模型，它的水平傳送帶的長度為L=8 m，傳送帶的皮帶輪的半徑均為R=0．2 m，傳送帶的上部距地面的高度為h=0．45 m，現(xiàn)有一個旅行包（視為質(zhì)點(diǎn)）以v0=10 m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶。已知旅行包與皮帶之間的動摩擦因數(shù)為 µ=0．6． （g取10 m/s2．）試討論下列問題：

（1）若傳送帶靜止，旅行包滑到B端時，人若沒有及時取下，旅行包將從B端滑落。則包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為多少?

（2）設(shè)皮帶輪順時針勻速轉(zhuǎn)動，并設(shè)水平傳送帶長度仍為8 m，旅行包滑上傳送帶的初速度恒為10 m/s。當(dāng)皮帶輪的角速度ω值在什么范圍內(nèi)，旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離始終為（1）中所求的水平距離?若皮帶輪的角速度ω1=40 rad/s，旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離又是多少?

（3）設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，在圖所示的坐標(biāo)系中畫出旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離s隨皮帶輪的角速度ω變化的圖象．

 

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科目：高中物理 來源：2013屆廣東省廣州市高二上學(xué)期期中考試物理卷 題型：選擇題

（本題14分）如圖所示，AB為水平軌道，A、B間距離s=1m，BCD是半徑為R=0.2m的豎直半圓形軌道，B為兩軌道的連接點(diǎn)，D為軌道的最高點(diǎn)，整個軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E=。一帶正電的小物塊質(zhì)量為m=0.5kg，它與水平軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1。小物塊在F=10N的水平恒力作用下從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時撤去力F，小物塊剛好能到達(dá)D點(diǎn)，試求：(g=10m/s2)

（1）撤去F時小物塊的速度大��；

（2）在半圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功。

 

 

 

 

 

 

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