如圖AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線方向水平,一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊P從軌道頂端A處?kù)o止釋放,滑到B端后飛出,落到地面上的點(diǎn)C,已知它落地相對(duì)于點(diǎn)B的水平位移
.
OC
=l
.現(xiàn)在軌道下方緊貼點(diǎn)B安裝一水平傳送帶,傳送帶的右端與B間的距離為
l
2
,當(dāng)傳送帶靜止時(shí)讓物體P再次從點(diǎn)A由靜止釋放,它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出,仍然落在地面的點(diǎn)C.取g=10m/s2
(1)求物體P滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)求物體P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)若皮帶輪緣以
gh
的線速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),求物體落點(diǎn)D到O點(diǎn)的距離.
分析:(1)AB是光滑軌道,物體P從軌道頂端處A點(diǎn)滑到B點(diǎn)過程機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律求出物體P滑到B的速度大。
(2)根據(jù)動(dòng)能定理研究物體P在傳送帶上滑行過程,求出動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)當(dāng)傳送帶以速度
gh
勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理求出物體P運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端的速度,再由平拋知識(shí)求解s.
解答:解:(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:
1
2
m
v
2
0
=mgh

解得:v0=
2gh

(2)在兩種情況下物體P在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,位移分別為:x0=l,x1=
l
2

v1=
v0
2
=
gh
2

根據(jù)動(dòng)能定理有-μmg
l
2
=
1
2
m
v
2
1
-
1
2
m
v
2
0

解:得μ=
3h
2l

(3)B點(diǎn)速度大于傳送帶速度,所以物體先做勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減為
gh
時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),接著以
gh
的初速度平拋,設(shè)落地點(diǎn)為D:
x=
gh
t

由第(2)問知
gh
2
?t=
l
2

由以上兩式聯(lián)立解得x=
2
2
l

.
OD
=x+
l
2
=
2
+1
2
l

答:(1)物體P滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大小為
2gh
;
(2)物體P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
3h
2l
;
(3)若皮帶輪緣以
gh
的線速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),物體落點(diǎn)D到O點(diǎn)的距離為
2
+1
2
l
點(diǎn)評(píng):本題是機(jī)械能守恒、平拋運(yùn)動(dòng),動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用,要具有分析物體運(yùn)動(dòng)過程的能力,要抓住平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由高度決定這一知識(shí)點(diǎn).
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,豎直平面內(nèi)有一相距l(xiāng)的兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m的均勻金屬導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地上下滑動(dòng),且導(dǎo)體棒ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好,ab電阻為R,其它電阻不計(jì).導(dǎo)體棒ab由靜止開始下落,過一段時(shí)間后閉合電鍵S,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab仍作變速運(yùn)動(dòng),則在閉合電鍵S以后,下列說法是正確的是( 。

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如圖所示,在理想邊界MN的上方有方向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,下方有垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.20T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大.一根光滑的絕緣塑料細(xì)桿abcd彎成圖示形狀,其中ab段是豎直的,bcd正好構(gòu)成半徑為R1=0.20m的半圓,bd位于邊界MN上,將一個(gè)質(zhì)量為m=0.10kg、電量為q=0.50C的帶正電金屬環(huán)套在塑料桿ab上,從距離b點(diǎn)高R處由靜止開始釋放后,g=10m/s2.求:
(1)金屬環(huán)經(jīng)過最低點(diǎn)c處時(shí)對(duì)塑料桿的作用力;
(2)如果金屬環(huán)從d點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)后,正好垂直打在塑料桿ab段上,求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。

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(2011?株洲一模)目前,滑板運(yùn)動(dòng)受到青少年的追捧.如圖是某滑板運(yùn)動(dòng)員在一次表演時(shí)的一部分賽道在豎直平面內(nèi)的示意圖.圓弧賽道AB、CD段光滑,BC段賽道水平且粗糙,賽道BC長(zhǎng)為L(zhǎng)=3m,C為最低點(diǎn)并與水平賽道BC位于同一水平面,平臺(tái)的高度都為h=1.8m.B、C處平滑連接.滑板a的質(zhì)量m=5kg,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量M=45kg.表演開始,運(yùn)動(dòng)員站在滑板a上.從A點(diǎn)靜止下滑,滑上BC賽道后,沿CD賽道上沖至高度h1=1.6m,(滑板和運(yùn)動(dòng)員的所有運(yùn)動(dòng)都在同一豎直平面內(nèi),計(jì)算時(shí)滑板和運(yùn)動(dòng)員都看作質(zhì)點(diǎn),取g=10m/s2).求:
    (1)BC段賽道的動(dòng)摩擦因數(shù).
    (2)運(yùn)動(dòng)員在BC賽道通過的總路程.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,ABC為一絕緣軌道,其中AB段是位于豎直平面的
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圓弧形光滑軌道,半徑(R=0.45m),BC段是粗糙的水平軌道,且處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)E=4×104N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量,m=0.1kg,電荷量為q=+5.0×10-6C的小物塊從軌道  的A點(diǎn)由靜止開始下滑.設(shè)水平軌道足夠長(zhǎng),電場(chǎng)足夠大,取g=10m/s2.求:
(1)小物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大。
(2)小物塊進(jìn)入水平軌道BC后,受到電場(chǎng)力和支持力的大小各是多少?
(3)小物塊進(jìn)入水平軌道BC滑行,若經(jīng)t=1.0s停下,則小物塊與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少?

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如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一位于豎直面內(nèi)的正方形ABCD,其中AB和CD是電場(chǎng)中的兩條等勢(shì)線,A、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U0.質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從A點(diǎn)由靜止釋放,一段時(shí)間后小球通過C點(diǎn),下列說法正確的是( 。

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