8.如圖所示,粗糙的$\frac{1}{4}$圓弧的半徑為0.45m,有一質(zhì)量為0.2kg的物體自最高點(diǎn)A從靜止開(kāi)始下滑到圓弧最低點(diǎn)B時(shí),然后沿水平面前進(jìn)0.4m到達(dá)C點(diǎn)停止.設(shè)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.(g=10m/s2)求:
(1)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率
(2)物體從A到達(dá)B的過(guò)程中克服摩擦力所做的功
(3)若物體從C點(diǎn)沿軌道返回A 點(diǎn),需要在C點(diǎn)給一水平向左的初速度V0的最小值.

分析 (1)物體在BC面上運(yùn)動(dòng)最終靜止,在水平面上受滑動(dòng)摩擦力而做減速運(yùn)動(dòng),利用動(dòng)能定理研究B到C過(guò)程,即可求解物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率.
(2)對(duì)AB段,運(yùn)用動(dòng)能定理求克服摩擦力所做的功.
(3)物體恰好返回A點(diǎn)時(shí)速度為零,對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理求解最小的初速度.

解答 解:(1)物體從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程,由動(dòng)能定理得
-μmgx=0-$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
可得 vB=$\sqrt{2μgx}$=$\sqrt{2×0.5×10×0.4}$=2m/s
物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程,由動(dòng)能定理得
  mgR-Wf=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
可得 Wf=mgR-$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=0.2×10×0.45-$\frac{1}{2}$×0.2×22=0.5J
(3)物體恰好返回A點(diǎn)時(shí)速度為零,對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得:
-mgR-μmgx-Wf=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得:v0=2$\sqrt{gR}$=3$\sqrt{2}$m/s
答:
(1)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率是2m/s.
(2)物體從A到達(dá)B的過(guò)程中克服摩擦力所做的功是0.5J.
(3)若物體從C點(diǎn)沿軌道返回A 點(diǎn),需要在C點(diǎn)給一水平向左的初速度V0的最小值是3$\sqrt{2}$m/s.

點(diǎn)評(píng) 對(duì)研究對(duì)象受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的首要前提,靈活選取過(guò)程,是運(yùn)用動(dòng)能定理求解是核心.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.2008年9月25日晚21點(diǎn)10分,我國(guó)在九泉衛(wèi)星發(fā)射中心將我國(guó)自行研制的“神州7號(hào)”宇宙飛船成功地送上太空,飛船繞地球飛行一圈時(shí)間為90分鐘( 。
①“21點(diǎn)10分”和“90分鐘”前者表示“時(shí)刻”后者表示“時(shí)間”
②地面衛(wèi)星控制中心在對(duì)飛船進(jìn)行飛行姿態(tài)調(diào)整時(shí)可以將飛船看作質(zhì)點(diǎn)
③衛(wèi)星繞地球飛行一圈,它的位移和路程都為0
④衛(wèi)星繞地球飛行一圈平均速度為0,但它在每一時(shí)刻的瞬時(shí)速度都不為0.
A.①②B.①③C.①④D.③④

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖所示,實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)線,若帶電粒子q(|Q|>>q)由a運(yùn)動(dòng)到b,電場(chǎng)力做正功,已知在a、b兩點(diǎn)粒子所受電場(chǎng)力分別為Fa、Fb,則下例判斷正確的是(  )
A.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)a>FbB.若Q為正電荷,則q帶正電,F(xiàn)a<Fb
C.若Q為負(fù)電荷,則q帶正電,F(xiàn)a>FbD.若Q為負(fù)電荷,則q帶正電,F(xiàn)a<Fb

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.對(duì)于公式vt=v0+at,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.適用于任何變速運(yùn)動(dòng)B.只適用于勻加速運(yùn)動(dòng)
C.適用于任何運(yùn)動(dòng)D.適用于任何勻變速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.一輛總質(zhì)量為1500kg的汽車,由靜止開(kāi)始沿平直公路以額定功率p=90kw啟動(dòng),并保持額定功率行駛.汽車勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物,立即以大小5m/s的加速度開(kāi)始剎車,汽車最后停下來(lái).整個(gè)過(guò)程中,汽車位移為765m,剎車之前汽車受到的阻力恒為3000N.汽車剎車過(guò)程位移大小和汽車保持額定功率運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別是(  )
A.90;30B.60;20C.60;30D.90;20

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.下列三項(xiàng)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述中,正確的是( 。
A.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則“實(shí)驗(yàn)中,拉橡皮筋的細(xì)繩應(yīng)稍長(zhǎng)一些
B.在“探究彈簧彈力與其伸長(zhǎng)量“關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,作出彈力和彈簧長(zhǎng)度的圖象也能求出彈簧的勁度系數(shù)
C.在“探究功與速度變化的關(guān)系“實(shí)驗(yàn)中,需要求出打點(diǎn)紙帶的平
均速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

20.如圖所示,相距為d的水平金屬板M、N的左側(cè)有一對(duì)豎直金屬板P、Q,板P上的小孔S正對(duì)板Q上的小孔O.M、N間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在小孔S處有一帶電的負(fù)粒子,其重力和初速不計(jì).當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭在AB的中點(diǎn)時(shí),粒子恰能在M、N間做直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片滑到A點(diǎn)后,則( 。
A.粒子在M、N間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中.動(dòng)能將減小
B.粒子在M、N間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,動(dòng)能將增大
C.粒子在M、N間將做圓周運(yùn)動(dòng)
D.粒于在M、N間運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電勢(shì)能將不斷增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.根據(jù)分子動(dòng)理論,設(shè)兩個(gè)分子間的距離為r0時(shí)分子間的引力和斥力相等,當(dāng)兩分子間距離r>r0時(shí),增大r,以下說(shuō)法正確的是( 。
A.分子間的引力、斥力均減小,分子力表現(xiàn)為引力,分子勢(shì)能增大
B.分子間的引力、斥力均增大,而分子力表現(xiàn)為引力,分子勢(shì)能減小
C.分子間的引力、斥力均增大,而分子力表現(xiàn)為斥力,分子勢(shì)能增大
D.分子間的引力、斥力均減小,而分子力表現(xiàn)為斥力,分子勢(shì)能減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.某家用桶裝純凈水手壓式飲水器如圖所示,在手連續(xù)穩(wěn)定的按壓下,出水速度為V,供水系統(tǒng)機(jī)械效率為η,現(xiàn)測(cè)量出桶底到出水管之間的高度差H,桶中水面到出水管之間的高度差是h,出水口傾斜,離出水管的高度差可忽略,出水口的橫截面積為S,水的密度為ρ,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.出水口單位時(shí)間內(nèi)的出水體積Q=VS
B.出水口所出水落地時(shí)的速度$\sqrt{2gH}$
C.出水后,手連續(xù)穩(wěn)定按壓的功率為$\frac{{ρS{V^3}}}{2η}+\frac{ρVSgh}{η}$
D.手按壓輸入的功率等于單位時(shí)間內(nèi)所出水的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和

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