如圖所示,AB是傾角為θ的粗糙直軌道,BCD是光滑的圓弧軌道,AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為R,一個(gè)質(zhì)量為m的物體 (可以看做質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng).已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,求:

(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,在AB軌道上通過(guò)的總路程;
(2)最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí),物體對(duì)軌道壓力的大小和方向.
(1)(2),方向豎直向下

試題分析:(1)物體每完成一次往返運(yùn)動(dòng),在AB斜面上能上升的高度都減少一些,最終當(dāng)它達(dá)B點(diǎn)時(shí),速度變?yōu)榱,?duì)物體從P到B 全過(guò)程用動(dòng)能定理,有
得物體在AB軌道上通過(guò)的總路程為
(2)最終物體以B為最高點(diǎn)在圓弧軌道底部做往返運(yùn)動(dòng),設(shè)物體從B運(yùn)動(dòng)到E時(shí)速度為v,由動(dòng)能定理 有
在E點(diǎn),由牛頓第二定律有
得物體受到的支持力
根據(jù)牛頓第三定律,物體對(duì)軌道的壓力大小為,方向豎直向下。
點(diǎn)評(píng):在使用動(dòng)能定理分析多過(guò)程問(wèn)題時(shí)非常方便,關(guān)鍵是對(duì)物體受力做功情況以及過(guò)程的始末狀態(tài)非常清楚
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

某物體由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),物體所受合力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示,在 0?8s內(nèi),下列說(shuō)法正確的是 
A.物體在第2s末速度和加速度都達(dá)到最大值
B.物體在第6s末的位置和速率,都與第2s末相同
C.物體在第4s末離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn),速率為零
D.物體在第8s末速度和加速度都為零,且離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,小車(chē)上有一直立木板,木板上方有一槽,槽內(nèi)固定一定滑輪,跨過(guò)定滑輪的輕繩一端系一重球,另一端系在輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)上,彈簧測(cè)力計(jì)固定在小車(chē)上,開(kāi)始時(shí)小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài),輕繩豎直且重球恰好緊挨直立木板,假設(shè)重球和小車(chē)始終保持相對(duì)靜止,則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.若小車(chē)勻加速向右運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)及小車(chē)對(duì)地面壓力均不變
B.若小車(chē)勻加速向左運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)及小車(chē)對(duì)地面壓力均不變
C.若小車(chē)勻加速向右運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)變大,小車(chē)對(duì)地面壓力變小
D.若小車(chē)勻加速向左運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)變大,小車(chē)對(duì)地面壓力不變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,在傾角為α=30°的光滑斜面上,有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.8 m的細(xì)繩,一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m=0.2 kg的小球,沿斜面做圓周運(yùn)動(dòng),若要小球能通過(guò)最高點(diǎn)A,則小球在最低點(diǎn)B的最小速度是(  )
A.2 m/sB.m/s
C.m/sD.m/s

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,光滑水平面上,水平恒力F拉小車(chē)和木塊一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),它們的加速度都等于a .已知小車(chē)質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,木塊與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中
A.木塊受到的摩擦力大小一定為
B.小車(chē)受到的合力大小為
C.小車(chē)受到的摩擦力大小為
D.木塊受到的合力大小為

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用,處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零,再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來(lái)的大小。在此過(guò)程中,其他力保持不變,則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是
A.av都始終增大
B.av都先增大后減小
C.a先增大后減小,v始終增大
D.av都先減小后增大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在地球表面,宇航員把一質(zhì)量為mA的重物放地面上(該處的重力加速度設(shè)為gA),現(xiàn)用一輕繩豎直向上提拉重物,讓繩中的拉力T由零逐漸增大,可以得到加速度a與拉力T的圖象OAB;登陸另一個(gè)星球地表面重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),也能得到一個(gè)相似的圖線OCD,下面關(guān)于OCD所描述的物體的質(zhì)量mc與在該星球地表面的重力加速度gc說(shuō)法正確的是
A.mc>mA,gc≠gAB.mc<mA,gc≠gA
C.mc>mA,gc=gAD.mc<mA,gc=gA

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為,汽車(chē)的質(zhì)量為,當(dāng)它行駛在水平公路上時(shí),所受阻力為車(chē)所受重力的倍(),
問(wèn):(1)汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度多大?
(2)汽車(chē)從靜止開(kāi)始以的加速度作勻加速直線運(yùn)動(dòng),此過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,在水平光滑軌道PQ上有一個(gè)輕彈簧,其左端固定,現(xiàn)用一質(zhì)量m=2.0 kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮后釋放,物塊離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)水平軌道右端恰好沿半圓軌道的切線進(jìn)入豎直固定的軌道,小物塊進(jìn)入半圓軌道后恰好能沿軌道運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑上質(zhì)量M=8.0 kg的長(zhǎng)木板,最后恰好停在長(zhǎng)木板最左端.已知豎直半圓軌道光滑且半徑R=0.5 m,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,木板與水平地面間摩擦不計(jì),取g=10 m/s2.求:

(1)彈簧具有的彈性勢(shì)能;
(2)小物塊滑到半圓軌道底端時(shí)對(duì)軌道的壓力大小 ;
(3)木板的長(zhǎng)度.

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