高中物理竖直平面的圆周运动与能量相结合_第1页
高中物理竖直平面的圆周运动与能量相结合_第2页
高中物理竖直平面的圆周运动与能量相结合_第3页
高中物理竖直平面的圆周运动与能量相结合_第4页
免费预览已结束,剩余1页可下载查看

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、1、长为l的轻绳的一端固定在o点,另一端拴一个质量为m的小球,先令小球以o为圆心,在竖直平面内做圆周运动,小球能通过最高点,如图则: a小球通过最高点时速度可能为零b小球通过最高点时所受轻绳的拉力可能为零c小球通过最低点时速度大小可能等于d小球通过最低点时所受轻绳的拉力可能等于6mgabcv0r图82、(14分)如图8所示,半径r=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点a。一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后冲上竖直半圆环,最后小球落在c点。(重力加速度g=1

2、0m/s2)(1)判断小球能否过半圆环轨道的最高点b;(2)求a、c间的距离。3、(14分)如图所示,粗糙的水平面与竖直平面内的光滑弯曲轨道bc在b点吻接(即水平面是弯曲轨道的切线),圆轨道的半径r=40cm,质量为m=100g的小球从a点以va=7m/s的初速度由直轨道向右运动,物块与水平面间的动摩擦因数0.2,ab长为6m,求:(1)小物块滑到b点时的速度多大及小物块对b点的压力大小 (2) 小物块能否过c点,若能,求出小物块对c点的压力,若不能,请说明原因。(3)要使小物体从c点脱离轨道,小球在a点的初速度必须满足什么条件?abcshlr4、某校物理兴趣小组决定举行遥控塞车比赛。比赛路径

3、如图所示,赛车从起点a出发,沿水平直线轨道运动l后,出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m0.1kg,通电后以额定功率1.5w工作,进入竖直圆轨道前受到的阻值为0.3n,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中l10.00m,r=0.32m,h1.25m,s1.50m。问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g10 m/s2)5、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r1=2.0m、

4、r2=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧a点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,a、b间距l1=6.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数=0.2,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g=10m/s2,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r3应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。r1r2r3abcdv0第一圈轨

5、道第二圈轨道第三圈轨道lll1l6、如图,固定于小车上的支架上用细线悬挂一小球线长为l小车以速度v0做匀速直线运动,当小车突然碰到障障碍物而停止运动时小球上升的高度的可能值是 ( ) a. 等于 b. 小于 c. 大于 d等于2l acdahr小obcde7、 (18分)如图所示,四分之三周长圆管的半径r=0.4m,管口b和圆心o在同一水平面上,d是圆管的最高点,其中半圆周be段存在摩擦,bc和ce段动摩擦因数相同,ed段光滑;直径稍小于圆管内径、质量m=0.5kg的小球从距b正上方高h=2.5m处的a处自由下落,到达圆管最低点c时的速率为6m/s,并继续运动直到圆管的最高点d飞出,恰能再次进

6、入圆管,假定小球再次进入圆管时不计碰撞能量损失,取重力加速度g=10m/s2,求(1) 小球飞离d点时的速度(2) 小球从b点到d点过程中克服摩擦所做的功(3) 小球再次进入圆管后,能否越过c点?请分析说明理由8、倾角为37的光滑导轨,顶端高h=1.45m,下端通过一小段光滑圆弧与薄壁细管做成的玩具轨道相接于最低端b。玩具轨道由间距为x0=1m的若干个相同圆环组成,圆环半径r=0.5m,整个玩具轨道固定在竖直平面内。第一个圆环记作0号,第二个圆环记作1号,其余依次类推,如图所示。一质量m=0.5kg的小球在倾斜导轨顶端a以v02m/s速度水平发射,在落到倾斜导轨上p点后即沿轨道运动(p点在图中

7、未画出)。假设小球落到轨道时平行轨道方向速度不变,玩具轨道圆环部分内壁光滑,水平段的动摩擦因数0.2,取g10m/s2,求:(1)小球落到倾斜导轨上的p点位置和开始沿倾斜导轨运动的速度大小vp?(2)小球最终停在什么位置?x0=1mh=1.45mv0=2m/s01n37b0p1、(16)如图所示,质量为m的小球用不可伸长的细线悬于o点,细线长为l,在o点正下方p处有一钉子,将小球拉至与悬点等高的位置无初速释放,小球刚好绕p处的钉子作圆周运动。那么钉子到悬点的距离op等于多少? 3l/524如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为r,a端与圆心o等高,ad为水平面,b点在o的正上方,一个

8、小球在a点正上方由静止释放,自由下落至a点进入圆轨道并恰能到达b点。求:释放点距a点的竖直高度;落点c与a点的水平距离。(3)小球落到c点的速度。acdbo25、如图所示,半径r = 0.4m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于a点,质量为 m = 1kg的小物体(可视为质点)在水平拉力f的作用下,从c点运动到a点,物体从a点进入半圆轨道的同时撤去外力f,物体沿半圆轨道通过最高点b后作平抛运动,正好落在c点,已知ac = 2m,f = 15n,g取10m/s2,试求:(1)物体在b点时的速度以及此时半圆轨道对物体的弹力(2)物体从c到a的过程中,摩擦力做的功7、解(1)小球飞离d点做平抛运动,有

9、 (1) (2)由(1)(2)得 (3)(2)设小球从b到d的过程中克服摩擦力做功wf1,在a到d过程中根据动能定理,有 (4)代入计算得, wf1=10j (5)(3)设小球从c到d的过程中克服摩擦力做功wf2,根据动能定理,有 (6)代入计算得, wf2=4.5j (7)小球从a到c的过程中,克服摩擦力做功wf3,根据动能定理,有wf3=5.5j小球再次从d到c的过程中,克服摩擦力做功wf4,根据动能定理,有 (8) (9)小球过be段时摩擦力大小随速度减小而减小,摩擦力做功也随速度减小而减少。第二次通过bc段与ce段有相等的路程,速度减小 (10)所以 wf40,即小球能过c点。25.解

10、(1)小球从a做平抛运动,经过时间t落到倾斜导轨上的p点,水平位移x,竖直位移y,有 (1) (2) (3) (4) (5)由上述式子得 x=0.6m或p点位置,即距抛出点l=0.75m (6) (7)(2)设小球到b点的动能为ekb,从p到b机械能守恒,有 (9)设小球射入某一圆环低端时动能为ek0,则要使小球能通过圆环,必须有 (10)小球每次通过水平段轨道时克服摩擦力做功wf,有 (11)设小球通过n号圆环后,剩余能量为en,共克服水平段轨道摩擦力做功n*1j,当其能量e大于1j且小于5j时,就只能到达n+1号圆环,但不能通过该圆环,它将在n号圆环与n+1号圆环间来回运动有 (12)n2.89 (13)即当小球通过2号圆环后就不能通过3号

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论