30.(合肥)质量为m=1kg 的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P 点,随传送带运动到A 点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B 点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。
B 、C 为圆弧的两端点,其连线水平。
已知圆弧半径R=1.0m 圆弧对应圆心角︒=106θ,轨道最低点为O ,A 点距水平面的高度h=0.8m 。
小物块离开C 点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,0.8s 后经过D 点,物块与斜面间的滑动摩擦因数为1μ=0.33(g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:(1)小物块离开A 点的水平初速度v 1 (2)小物块经过O 点时对轨道的压力 (3)斜面上CD 间的距离 (4)假设小物块与传送带间的动摩擦因数为=2μ0.3,传送带的速度为5m/s ,则PA 间的距离是多少?39.(巢湖)质量为M 的圆环用细线(质量不计)悬挂着,将两个质量均为m 的有孔小珠套在此环上且可以在环上做无摩擦的滑动,如图所示,今同时将两个小珠从环的顶部释放,并沿相反方向自由滑下,试求: (1)在圆环不动的条件下,悬线中的张力T 随cos θ(θ为小珠和大环圆心连线与竖直方向的夹角)变化的函数关系,并求出张力T 的极小值及相应的cos θ值;(2)小球与圆环的质量比Mm至少为多大时圆环才有可能上升?23.福建摸底如下图所示是固定在水平地面上的横截面为“”形的光滑长直导轨槽,槽口向上(图为俯视图)。
槽内放置一个木质滑块,滑块的左半部是半径为R 的半圆柱形光滑凹槽,木质滑块的宽度为2R ,比“”形槽的宽度略小。
现有半径r(r<<R)的金属小球以水平初速度V 0冲向滑块,从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入。
已知金属小球的质量为m ,木质滑块的质量为3m ,整个运动过程中无机械能损失。
求:(1)当金属小球滑离木质滑块时,金属小球和木质滑块的速度各是多大;(2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A 点时,金属小球的对地速度。
25.河南如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B 上,另一端与滑块C 接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H 的光滑水平桌面上。
现有一滑块A 从光滑曲面上离桌面h 高处由静止开始下滑下,与滑块B 发生碰撞(时间极短)并粘在一起压缩弹簧推动滑块C 向前运动,经一段时间,滑块C 脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。
已知,3,,m m m m m m C B A===求:(1)滑块A 与滑块B 碰撞结束瞬间的速度;(2)被压缩弹簧的最大弹性势能; (3)滑块C 落地点与桌面边缘的水平距离。
26.河北调研如图,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点。
水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ,其形状为半径R=0.8m 的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN 为其竖直直径,P 点到桌面的竖直距离也是R 。
用质量m 1=0.4kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点。
用同种材料、质量为m 2=0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放,物块过B 点后其位移与时间的关系为226t t x-=,物块飞离桌面后由P 点沿切线落入圆轨道。
g=10m/s 2,求:(1)BP 间的水平距离。
(2)判断m 2能否沿圆轨道到达M 点。
(3)释放后m 2运动过程中克服摩擦力做的功 27.(开城)如图所示,质量为m =0.5kg 的小球从距离地面高H=5m 处自由下落,到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆形槽的半径R 为0.4m ,小球到达槽最低点时速率恰好为10m/s ,并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、下落,如此反复几次,设摩擦力大小恒定不变,求:(1)小球第一次飞出半圆槽上升距水平地面的高度h 为多少? (2)小球最多能飞出槽外几次?(g=10m/s 2)。
20.海南如图所示,光滑半圆轨道竖直放置,半径为R ,一水平轨道与圆轨道相切,在水平光滑轨道上停着一个质量为M = 0.99kg 的木块,一颗质量为m = 0.01kg 的子弹,以v o = 400m/s 的水平速度射入木块中,然后一起运动到轨道最高点水平抛出,当圆轨道半径R 多大时,平抛的水平距离最大? 最大值是多少? (g 取10m/s 2)6.(08天津)光滑水平面上放着质量m A =1 kg 的物块A 与质量m B =2 kg 的物块B ,A 与B 均可视为质点,A 靠在竖直墙壁上,A 、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A 、B 均不拴接),用手挡住B 不动,此时弹簧弹性势能E P =49 J .在A 、B 间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示.放手后B 向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B 冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R =0.5 m ,B 恰能到达最高点C .取g =10 m/s 2,求 (1)绳拉断后瞬间B 的速度v B 的大小;(2)绳拉断过程绳对B 的冲量I 的大小;(3)绳拉断过程绳对A 所做的功W.8.(08广东)如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U 形滑板N , 滑板两端为半径R =0.45 m 的1/4圆弧面,A 和D 分别是圆弧的端点,BC 段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块P 1和P 2的质量均为m ,滑板的质量M =4m .P 1和P 2与BC 面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,P 2静止在粗糙面的B 点.P 1以v 0=4.0 m/s 的初速度从A 点沿弧面自由滑下,与P 2发生弹性碰撞后,P 1处在粗糙面B 点上,当P 2滑到C 点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P 2继续滑动,到达D 点时速度为零,P 1与P 2可视为质点,取g =10 m/s 2.(1)P 2在BC 段向右滑动时,2)BC 长度为多少?N 、P 1和P 2最终静止后,P 1与P210.如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R ,MN 为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A 以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M 时与静止于该处的质量与A 相同的小球B 发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N 为2R 。
重力加速度为g ,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求: (1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t ;(2)小球A 冲进轨道时速度v 的大小。
HR 地面地面36.(12广东)图18(a )所示的装置中,小物块A 、B 质量均为m ,水平面上PQ 段长为l ,与物块间的动摩擦因数为μ,其余段光滑。
初始时,挡板上的轻质弹簧处于原长;长为r 的连杆位于图中虚线位置;A 紧靠滑杆(A 、B 间距大于2r )。
随后,连杆以角速度ω匀速转动,带动滑杆作水平运动,滑杆的速度-时间图像如图18(b )所示。
A 在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞。
(1)求A 脱离滑杆时的速度u o ,及A 与B 碰撞过程的机械能损失ΔE 。
(2)如果AB 不能与弹簧相碰,设AB 从P 点到运动停止所用的时间为t 1,求ω得取值范围,及t 1与ω的关系式。
(3)如果AB 能与弹簧相碰,但不能返回道P 点左侧,设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p ,求ω的取值范围,及E p 与ω的关系式(弹簧始终在弹性限度内)。
36、(11广东)如图20所示,以A 、B 和C 、D 为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B 点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B 、C 。
一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E 点,运动到A 时刚好与传送带速度相同,然后经A 沿半圆轨道滑下,再经B 滑上滑板。
滑板运动到C 时被牢固粘连。
物块可视为质点,质量为m ,滑板质量M=2m ,两半圆半径均为R ,板长l =6.5R ,板右端到C 的距离L 在R <L <5R 范围内取值。
E 距A 为S=5R ,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为μ=0.5,重力加速度取g. (1) 求物块滑到B 点的速度大小;(2) 试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功W f 与L 的关系,并判断物块能否滑到CD 轨道的中点。
15.(09·安徽)过山车是游乐场中常见的设施。
下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B 、C 、D 分别是三个圆形轨道的最低点,B 、C 间距与C 、D 间距相等,半径1 2.0m R =、2 1.4m R =。
一个质量为 1.0m =kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A 点以012.0m/s v =的初速度沿轨道向右运动,A 、B 间距1 6.0L =m 。
小球与水平轨道间的动摩擦因数0.2μ=,圆形轨道是光滑的。
假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。
重力加速度取210m/s g =,计算结果保留小数点后一位数字。
试求(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小; (2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B 、C 间距L 应是多少;(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径3R 应满足的条件;小球最终停留点与起点A 的距离。
17.(09·浙江)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。
比赛路径如图所示,赛车从起点A 出发,沿水平直线轨道运动L 后,由B 点进入半径为R 的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C 点,并能越过壕沟。
已知赛车质量m=0.1kg ,通电后以额定功率P=1.5w 工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N ,随后在运动中受到的阻力均可不记。
图中L=10.00m ,R=0.32m ,h=1.25m ,S=1.50m 。
问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10 )22.(09·四川) 如图所示,轻弹簧一端连于固定点O ,可在竖直平面内自由转动,另一端连接一带电小球P,其质量m=2×10-2kg,电荷量q=0.2 C.将弹簧拉至水平后,以初速度V 0=20 m/s 竖直向下射出小球P,小球P 到达O 点的正下方O 1点时速度恰好水平,其大小V=15 m/s.若O 、O 1相距R=1.5 m,小球P 在O 1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.6×10-1kg 的静止绝缘小球N 相碰。
碰后瞬间,小球P 脱离弹簧,小球N 脱离细绳,同时在空间加上竖直向上的匀强电场E 和垂直于纸面的磁感应强度B=1T 的弱强磁场。