如圖甲所示,水平桌面的左端固定一豎直放置的光滑圓弧軌道,其半徑R=0.5m,圓弧軌道底端與水平桌面相切于C點,桌面CD長L=1m,高h2=0.5m,有質(zhì)量為mm為未知)的小物塊從圓弧上A點由靜止釋放,A點距桌面的高度h1=0.2m,小物塊經(jīng)過圓弧軌道底端滑到桌面CD上,在桌面CD上運動時始終受到一個水平向右的恒力F作用。然后從D點飛出做平拋運動,最后落到水平地面上。設(shè)小物塊從D點飛落到水平地面上的水平距離為x,如圖乙是x2F的圖象,取重力加速度g=10m/s2。

(1)試寫出小物塊經(jīng)D點時的速度vDx的關(guān)系表達(dá)式。
(2)小物塊與水平桌面CD間動摩擦因數(shù)μ是多少?
(3)若小物塊與水平桌面CD間動摩擦因數(shù)μ是從第(2)問中的值開始由C到D均勻減小,且在D點恰好減小為0。再將小物塊從A由靜止釋放,經(jīng)過D點滑出后的水平位移大小為1m,求此情況下的恒力F的大小。
(1)(2)0.35(3)1.9N

試題分析:⑴物體從D滑出后做平拋運動,則
     …………………………………………………(2分)
 ……………………………………………………(2分)
入化簡可得  或   …………………(1分)
⑵由A→D全程動能定理得
 ………………………………(2分)
         ……………………………  (1分)
代入整理得    ………………(1分)
 ………………………………(1分)
由圖可知 b =-0.3
代入計算可得 μ=0.35  …………………………………………(1分)
⑶由第(2)可知   ……………………………(1分)
由乙圖可知 k ="0." 5
代入計算得
m =0.4kg  …………………………………………(1分)
由A→D全程動能定理得
 ……………………(2分)  
由題可知:x=1m
由第(1)問知
則代入計算得 F=1.9N ……………………………………………(1分
點評:該題涉及到多個運動過程,主要考查了動能定理、平拋運動基本公式應(yīng)用,用到的知識點及公式較多,難度較大,屬于難題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m的物體A靜止于傾角為θ的斜面體B上,斜面體B的質(zhì)量為M,現(xiàn)對該斜面體施加一個水平向左的推力F,使物體隨斜面體一起沿水平方向向左勻速運動的位移為s,則在此運動過程中斜面體B對物體A所做的功為:
A.B.Mgscotθ
C.0D.mgssin2θ

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,一質(zhì)量為m的滑塊從高為h的光滑圓弧形槽的頂端A處無初速度地滑下,圓弧的半徑為R, 槽的底端B與水平傳A帶相接,傳送帶的運行速度為v0,長為L,滑塊滑到傳送帶上后做勻加速運動,滑到傳送帶右端C時,恰好被加速到與傳送帶的速度相同,求:?

(1)滑塊到達(dá)底端B時對軌道的壓力F?
(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ??
(3)此過程(即滑塊在傳送帶上運動)的時間

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,軌道ABO在同一豎直平面內(nèi),由光滑水平軌道OB和傾角θ=30°、高度h=1m的傾斜軌道BA連接而成, OB與BA連接處是半徑很小的圓弧,水平軌道上一輕質(zhì)彈簧左端O固定在豎直的墻上,質(zhì)量m=0.5kg的小物塊從BA軌道上A點由靜止開始下滑。已知物塊與傾斜軌道間的動摩擦因數(shù),重力加速度g=10m/s2,彈簧形變始終在彈性限度內(nèi).求:

(1)物塊第一次在水平軌道上壓縮彈簧運動到速度為零時,彈簧具有的彈性勢能EP;
(2)物塊在傾斜軌道上滑動的總路程s;
(3)物塊第n次壓縮彈簧后,沿傾斜軌道上升的最大高度hn

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分).如圖所示,水平面上某點固定一輕質(zhì)彈簧,A點左側(cè)的水平面光滑,右側(cè)水平面粗糙,在A點右側(cè)5m遠(yuǎn)處(B點)豎直放置一半圓形光滑軌道,軌道半徑R=0.4m,連接處平滑,F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊放在彈簧的右端(不拴接),用力向左推滑塊而壓縮彈簧,使彈簧具有的彈性勢能為2J,放手后,滑塊被向右彈出,它與A點右側(cè)水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,取g =10m/s2,求:

(1)滑塊運動到半圓形軌道最低點B處時對軌道的壓力;
(2)改變半圓形軌道的位置(左右平移),使得被彈出的滑塊到達(dá)半圓形軌道最高點C處時對軌道的壓力大小等于滑塊的重力,問AB之間的距離應(yīng)調(diào)整為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某人將一重物由靜止舉高h,并獲得速度v,下列說法正確的是       (   )   
A.合外力物體做的功等于物體機(jī)械能的增加
B.物體克服重力做功等于物體動能的增加
C.人對物體做的功等于體克服重力做的功與物體獲得動能之和
D.人對物體做的功等于物體機(jī)械能的增加

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,輕質(zhì)彈簧豎直放置在水平地面上,它的正上方有一質(zhì)量為1kg的金屬塊從距彈簧頂端0.9m高處自由下落,當(dāng)彈簧被壓縮了10cm到達(dá)M點時,物體速度達(dá)到最大值,此時彈性勢能為EpM=5J,后來又下降20cm達(dá)到最低點N處,才又反彈上去。不計金屬塊與彈簧碰撞的能量損失,不考慮空氣阻力。(g取10m/s2

(1)試求當(dāng)物體落到N點時,彈簧的彈性勢能EpN為多大?
(2)物體到達(dá)M點時動能多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(9分)如圖所示,光滑軌道固定在豎直平面內(nèi),其中BCD為細(xì)管,AB只有外軌道,AB段和BC段均為半徑為R的四分之一圓。恍∏驈木嚯x水平地面高為H(未知)的管口D處靜止釋放,最后恰能夠到達(dá)A點,并水平拋出落到地面上.求:
(1) 小球到達(dá)A點速度vA;

(2) 平拋運動的水平位移x;
(3) D點到水平地面的豎直高度H.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在光滑的水平地面上靜止著一個斜面體,其質(zhì)量為m2,斜面是一個光滑的曲面,斜面體高為h,底邊長為a,如圖所示。今有一個質(zhì)量為m1,(m2=nm1)的小球從斜面體的頂端自靜止開始下滑,小球滑離斜面體的下端時速度在水平方向,則下列說法正確的是
A.小球在下滑中,兩者的動量總是大小相等方向相反
B.兩者分開時斜面體向左移動的距離是
C.分開時小球和斜面體的速度大小分別是
D.小球在下滑中斜面體彈力對它做的功為

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