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1、填空题 一高度为h的光滑弧形轨道固定在水平面上,如图所示.质量为m的物体A从轨道顶端由静止开始下滑到底面时速度的大小为______,此过程中重力对物体A做功为______.(空气阻力不计)
参考答案:根据动能定理得,mgh=12mv2-0,解得v=
本题解析:
本题难度:简单
2、计算题 如图所示,两个四分之一圆弧形的光滑轨道AB、CD和粗糙水平轨道BC之间光滑连接。AB弧的半径为R,CD弧的半径为0.7R。BC间距离为3R。质量为m的滑块P(可视为质点)从AB弧的上端从静止释放,第一次通过C点后恰好能到达CD弧的最高点D。重力加速度为g。求:

小题1:滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数
;
小题2:从释放到停止运动滑块在水平轨道BC上滑动的总路程s;
小题3:滑块P第一次到达两圆弧最下端的B点和C点时对圆弧轨道的压力大小之比NB:NC。
参考答案:
小题1:
小题2:s=10R
小题3:
本题解析:(1)
(提示:从A到D全过程对滑块用动能定理,mg(R-0.7R)=
)
(2)s="10R?" (提示:从A点释放到最终停止运动全过程对滑块用动能定理,
。)
(3)
?(提示:两端圆弧半径不同,但都有
,而对应的压力
,得N =3mg,与半径大小无关。)
本题难度:一般
3、计算题 一轻弹簧的左端固定在墙壁上,右端自由,一质量为m的滑块从距弹簧右端L0的P点以初速度v0正对弹簧运动,如下图所示,滑块与水平面的动摩擦因数为μ,在与弹簧碰后反弹回来,最终停在距P点为L1的Q点,求:在滑块与弹簧碰撞过程中弹簧最大压缩量为多少?
参考答案:--L0
本题解析:设弹簧最大压缩量为x,在滑块向左运动的过程中,由动能定理可得:
-μmg(x+L0)-W弹=0-mv20? ①
在滑块返回的过程中,由动能定理得:
W弹-μmg(x+L0+L1)=0? ②
由①②得:x=--L0
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,光滑半圆形轨道处于竖直平面内,半圆轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在水平地面上的C点受水平向左的恒力F由静止开始运动,当运动到A点时撤去恒力F,小球沿竖直半圆轨道运动到轨道最高点B点,最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)。已知A、C间的距离为L,重力加速度为g。

(1)若轨道半径为R,求小球到达圆轨道B点时对轨道的压力FN;
(2)为使小球能运动到轨道最高点B,求轨道半径的最大值Rm;
(3)轨道半径R多大时,小球在水平地面上的落点D到A点的距离最大?最大距离xm是多少?
参考答案:(1)
,方向竖直向上?(2)
?(3)
?
本题解析:(1)设小球到达B点时速度为
,根据动能定理有

设B点时轨道对小球的压力为
,对小球在B点时进行受力分析如图,则有


根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力
,方向竖直向上
(2)小球能够到达最高点的条件是
故轨道半径的最大值
(3)从B点飞出后做平抛运动,落地时间
D到A的距离
相当于二次函数求最大值的问题,最大值在
时取到
(因为
,所以最大值可以取得到)
代入
,得到此时最大距离
点评:小球在最高点时合外力等于向心力,过最高点的临界条件是小球对轨道的压力为零,即重力等于向心力。
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小为E(E小于
).
(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.
(2)证明物块离开轨道落回水平面过程的水平距离与场强大小E无关,且为一常量.
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般