如下圖所示是某公司設(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=0.4 m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=0.5 kg的閃光小球(可視為質(zhì)點)從距A點高H=2.4 m處自由下落,并由A點進入軌道AB,已知小球到達(dá)縫隙P時的速率為v=8 m/s,g取10 m/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N時對軌道的作用力;(3)小球從C點離開“9”管道之后做平拋運動的水平位移以及小球落地時速度的大。
答案:(1)2 J (2)35 N (3)8 m/s 2.77 m 解析:(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=mv2-0 代入數(shù)據(jù)得WF=2 J. (2)設(shè)小球到達(dá)最高點N時的速度為vN,由機械能守恒定律有 mv2=mg·4R+mv 在最高點N時,根據(jù)牛頓第二定律有FN+mg= 聯(lián)立解得FN=-mg=35 N 所以小球在最高點N時對軌道的作用力為35 N. (3)小球從初始位置到達(dá)C點的過程中,由動能定理有 mg(H+R)-WF=mv-0 解得vC=6.93 m/s 小球從C點離開“9”管道之后做平拋運動, 豎直方向:2R=gt2,解得t=0.4 s;v⊥=gt=4 m/s 水平方向:DE=vCt=2.77 m 所以平拋運動的水平位移為2.77 m 落地時速度的大小為vE==8 m/s. |
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
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小車加速度 a/m?s-2 |
1.90 | 1.72 | 1.49 | 1.25 | 1.00 | 0.75 | 0.50 | 0.30 | ||
小車質(zhì)量m/kg | 0.25 | 0.29 | 0.33 | 0.40 | 0.50 | 0.71 | 1.00 | 1.67 | ||
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4.00 | 3.50 | 3.00 | 2.5 | 2.00 | 1.40 | 1.00 | 0.60 |
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科目:高中物理 來源: 題型:
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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
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