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时间:2020-12-20
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1、(物理)物理曲线运动练习_物理考试_外语学习含解析一、高中物理精讲专题测试曲线运动1.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的1光滑圆弧轨道AB,与水平地面相切于B4点。现将AB锁定,让质量为m的小滑块P(视为质点)从A点由静止释放沿轨道AB滑下,最终停在地面上的C点,C、B两点间的距离为2R.已知轨道AB的质量为2m,P与点右侧地面间的动摩擦因数恒定,B点左侧地面光滑,重力加速度大小为g,空气阻力不计。B(1)求P刚滑到圆弧轨道的底端B点时所受轨道的支持力大小N以及P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ;(2)若将AB
2、解锁,让P从A点正上方某处Q由静止释放,P从A点竖直向下落入轨道,最后恰好停在C点,求:①当P刚滑到地面时,轨道AB的位移大小x1;②Q与A点的高度差h以及P离开轨道AB后到达C点所用的时间t。【答案】(1)P刚滑到圆弧轨道的底端B点时所受轨道的支持力大小N为3mg,P与B点右侧地面间的动摩擦因数μ为0.5;(2)若将AB解锁,让P从A点正上方某处Q由静止释放,P从A点竖直向下落入轨道,最后恰好停在C点,①当P刚滑到地面时,轨道AB的位移大小x1为R;②Q与A点的高度差h为R,P离开轨道AB后到达C点所用的时间32t为132R。6
3、g【解析】【详解】(1)滑块从A到B过程机械能守恒,应用机械能守恒定律得:mgR=1mvB2,2在B点,由牛顿第二定律得:N-mg=mvB2,R解得:vB=2gR,N=3mg,滑块在BC上滑行过程,由动能定理得:-μmg?2R=0-1mvB2,2代入数据解得:μ=0.5;(2)①滑块与轨道组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv1-2mv2=0mRx1-2mx1=0,tt解得:x1=R;3②滑块P离开轨道AB时的速度大小为vB,P与轨道AB组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
4、mvB-2mv=0,由机械能守恒定律得:mg(R+h)=1mvB212mv2,22R解得:h=;x1P向右运动运动的时间:t1=vB,P减速运动的时间为t2,对滑片,由动量定理得:-μmgt2=0-mvB,运动时间:t=t1+t2,解得:t=132R;6g2.如图所示,物体A置于静止在光滑水平面上的平板小车B的左端,物体在A的上方O点用细线悬挂一小球C(可视为质点),线长L=0.8m.现将小球C拉至水平无初速度释放,并在最低点与物体A发生水平正碰,碰撞后小球C反弹的速度为2m/s.已知A、B、C的质量分别为mA=4kg、mB=8k
5、g和mC=1kg,A、B间的动摩擦因数μ=0.2,A、C碰撞时间极短,且只碰一次,取重力加速度g=10m/s2.(1)求小球C与物体A碰撞前瞬间受到细线的拉力大小;(2)求A、C碰撞后瞬间A的速度大小;(3)若物体A未从小车B上掉落,小车B的最小长度为多少?【答案】(1)30N(2)1.5m/s(3)0.375m【解析】【详解】1(1)小球下摆过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:m0glm0v022代入数据解得:v0=4m/s,对小球,由牛顿第二定律得:v02F﹣m0g=m0l代入数据解得:F=30N(2)小球C与A碰撞后向左摆动
6、的过程中机械能守恒,得:1mvC2mgh2所以:vC2gh2100.22m/s小球与A碰撞过程系统动量守恒,以小球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:m000cAv=﹣mv+mv代入数据解得:vA=1.5m/s(3)物块A与木板B相互作用过程,系统动量守恒,以A的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mvA=(m+M)v代入数据解得:v=0.5m/s由能量守恒定律得:μmgx12122mvA2(m+M)v代入数据解得:x=0.375m;3.如图所示,竖直平面内的光滑3/4的圆周轨道半径为R,A点与圆心O等高,B点在O的正上方,A
7、D为与水平方向成θ=45°AD长为72R.一个质量为m的小球角的斜面,(视为质点)在A点正上方h处由静止释放,自由下落至A点后进入圆形轨道,并能沿圆形轨道到达B点,且到达B处时小球对圆轨道的压力大小为mg,重力加速度为g,求:(1)小球到B点时的速度大小vB(2)小球第一次落到斜面上C点时的速度大小v(3)改变h,为了保证小球通过B点后落到斜面上,h应满足的条件【答案】(1)2gR(2)10gR(3)3Rh3R2【解析】【分析】【详解】(1)小球经过B点时,由牛顿第二定律及向心力公式,有2vBmgmgm解得vB2gR(2)设小球离
8、开B点做平抛运动,经时间t,下落高度y,落到C点,则y1gt22ycotvBt两式联立,得y2vB24gRgg4R对小球下落由机械能守恒定律,有1mv2mgy1mv22B2解得vvB22gy2gR8gR10gR(3)设小球恰好能通过B点,过B点时速
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