精英家教網(wǎng)如圖所示是某公司設(shè)計的“2009”玩具軌道，是用透明的薄壁圓管彎成的豎直軌道，其中引入管道AB及“200”管道是粗糙的，AB是與“2009”管道平滑連接的豎直放置的半徑為R=0.4m的
1
4
圓管軌道，已知AB圓管軌道半徑與“0”字型圓形軌道半徑相同．“9”管道是由半徑為2R的光滑
1
4
圓弧和半徑為R的光滑
3
4
圓弧以及兩段光滑的水平管道、一段光滑的豎直管道組成，“200”管道和“9”管道兩者間有一小縫隙P．現(xiàn)讓質(zhì)量m=0.5kg的閃光小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距A點(diǎn)高H=2.4m處自由下落，并由A點(diǎn)進(jìn)入軌道AB，已知小球到達(dá)縫隙P時的速率為v=8m/s，g取10m/s2．求：
（1）小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功；
（2）小球通過“9”管道的最高點(diǎn)N時對軌道的作用力．
分析：（1）小球從初始位置到達(dá)縫隙P的過程中，由動能定理列方程即可求解；
（2）由機(jī)械能守恒定律求得小球到達(dá)最高點(diǎn)N時的速度為vN，然后由牛頓第二定律列方程求解小球受軌道的彈力，進(jìn)而由牛頓第三定律得到球?qū)壍赖淖饔昧Γ?/div>
解答：解：（1）小球從初始位置到達(dá)縫隙P的過程中，由動能定理有
mg（H+3R）-WF=
1
2
mv2-0
代入數(shù)據(jù)得WF=2J．
（2）設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)N時的速度為vN，由機(jī)械能守恒定律有
1
2
mv2=mg?4R+
1
2
mvN2
在最高點(diǎn)N時，根據(jù)牛頓第二定律有FN+mg=m
vN2
R

聯(lián)立解得FN=35 N．根據(jù)牛頓第三定律小球?qū)壍赖膲毫?5N．
答：（1）小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功為2J．
（2）小球通過“9”管道的最高點(diǎn)N時對軌道的作用力為35N．
點(diǎn)評：涉及到曲線運(yùn)動，有摩擦的情況要用動能定理求解，列式時注意功的正負(fù)．若無阻力做功只有重力做功情況可用機(jī)械能守恒定律求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示是某公司設(shè)計的“2009”玩具軌道，是用透明的薄壁圓管彎成的豎直軌道，其中引入管道AB及“200”管道是粗糙的，AB是與“2009”管道平滑連接的豎直放置的半徑為R=0.4m的
1
4
圓管軌道，已知AB圓管軌道半徑與“0”字型圓形軌道半徑相同．“9”管道是由半徑為2R的光滑
1
4
圓弧和半徑為R的光滑
3
4
圓弧以及兩段光滑的水平管道、一段光滑的豎直管道組成，“200”管道和“9”管道兩者間有一小縫隙P，現(xiàn)讓質(zhì)量m=0.5kg的閃光小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距A點(diǎn)高H=2.4m處自由下落，并由A點(diǎn)進(jìn)入軌道AB，已知小球到達(dá)縫隙P時的速率為v=8m/s，g取10m/s2．求：
（1）小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功；
（2）小球通過“9”管道的最高點(diǎn)N時對軌道的作用力；
（3）小球從C點(diǎn)離開“9”管道之后做平拋運(yùn)動的水平位移以及小球落地時速度的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

為了紀(jì)念2008年奧運(yùn)會的成功舉辦，某公司為某游樂園設(shè)計了如圖所示的玩具軌道，其中EC間的“2008”是用內(nèi)壁光滑、透明的薄壁圓管彎成的豎直軌道，AB是豎直放置的光滑圓管軌道，B、E間是粗糙的水平平臺，管道B、E、C端的下表面在同一水平線上且切線均為水平方向�，F(xiàn)讓質(zhì)量m=0.5Kg的閃光小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)正上方的Q處自由落下，從A點(diǎn)進(jìn)入軌道，依次經(jīng)過圓管軌道AB、平臺BE和“8002”后從C點(diǎn)水平拋出。已知圓管軌道半徑=0.4m，“O”字形圓形軌道半徑=0.02m。Q點(diǎn)距A點(diǎn)高H=5m，到達(dá)“O”字形軌道最低點(diǎn)P時的速度為10m/s,，取g=10m/s2。求：

（1）小球到達(dá)O字形圓形軌道頂端N點(diǎn)時受到的軌道的彈力；

（2）在D點(diǎn)正上方高度為0.038m處設(shè)置一垂直于紙面粗細(xì)可不計的橫桿，若D到C的水平距離為0.1m，則小球應(yīng)距A點(diǎn)正上方多高處釋放時，才能剛好能夠從橫桿上越過？

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年吉林省白山二中高三（上）第二次月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示是某公司設(shè)計的“2009”玩具軌道，是用透明的薄壁圓管彎成的豎直軌道，其中引入管道AB及“200”管道是粗糙的，AB是與“2009”管道平滑連接的豎直放置的半徑為R=0.4m的圓管軌道，已知AB圓管軌道半徑與“0”字型圓形軌道半徑相同．“9”管道是由半徑為2R的光滑圓弧和半徑為R的光滑圓弧以及兩段光滑的水平管道、一段光滑的豎直管道組成，“200”管道和“9”管道兩者間有一小縫隙P，現(xiàn)讓質(zhì)量m=0.5kg的閃光小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距A點(diǎn)高H=2.4m處自由下落，并由A點(diǎn)進(jìn)入軌道AB，已知小球到達(dá)縫隙P時的速率為v=8m/s，g取10m/s2．求：
（1）小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功；
（2）小球通過“9”管道的最高點(diǎn)N時對軌道的作用力；
（3）小球從C點(diǎn)離開“9”管道之后做平拋運(yùn)動的水平位移以及小球落地時速度的大小．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：模擬題 題型：不定項(xiàng)選擇

太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動的汽車。相比傳統(tǒng)熱機(jī)驅(qū)動的汽車，太陽能汽車是真正的零排放。正因?yàn)槠洵h(huán)保的特點(diǎn)，太陽能汽車被諸多國家所提倡，太陽能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日益蓬勃。如圖所示為某汽車公司設(shè)計的太陽能汽車，當(dāng)太陽光照射到汽車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機(jī)帶動汽車前進(jìn)。設(shè)汽車在平直的公路上由靜止開始勻加速行駛，經(jīng)過時間t，速度為v時功率達(dá)到額定功率，并保持不變；之后汽車又繼續(xù)前進(jìn)了距離s，達(dá)到最大速度vmax。設(shè)汽車的質(zhì)量為m，運(yùn)動過程中所受阻力恒為f，則下列說法中正確的是
[     ]
A．汽車的額定功率為fvmax
B．汽車勻加速運(yùn)動過程中，克服阻力做功為fvt
C．汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中，牽引力所做的功為
D．汽車從靜止開始到速度達(dá)到最大值的過程中，合力所做的功為

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案