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1、计算题 如图所示,光滑轨道由三段连接而成,AB是与水平面成θ角的斜轨道,CD是竖直平面半径为R的半圆形轨道,BC是长为5 R的水平轨道。现有一可视为质点的滑块由斜轨道AB上某处滑下,沿轨道通过最高点D后水平抛出,恰好垂直撞到斜轨道AB上的E点,且速度大小为v,不计空气阻力,已知重力加速度为g。求:(题中所给字母θ、R、v、g均为已知量)
(1)若滑块从D点直接落到水平轨道BC上,其下落时间t ;
(2)按题中运动,滑块经过D、E处的速度大小之比;
(3)斜轨道上E点到B点的距离;

(4)设计轨道时为保证轨道的安全稳定性,要求通过圆形轨道最高点D时物体对D点轨道的压力不超过物体自重的3倍。若按此要求,为保证滑块运动全过程安全稳定地完成,求滑块平抛后落至水平轨道BC上的范围。
参考答案:(1)
(2)
(3)
(4)
本题解析:(1)由竖直方向自由落体运动:
即:
?∴
?(4分)

(2)垂直撞到斜轨道上的E点,将速度v分解(如图):
由三角函数关系:
?(3分)
(3)如第(2)题中速度v分解图:
?(2分)
∴ 从最高点D到E的竖直高度:
则:斜轨道上E到B的竖直高度为 
∴?斜轨道上E点到B点的距离位:
?(2分)

本题难度:一般
2、选择题 如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是

A.VA>VB
B.ωA>ωB
C.aA>aB
D.压力NA>NB
参考答案:A
本题解析:重力和弹力的合力提供向心力,设弧线与竖直方向夹角为θ,
,可知半径越大线速度越大,A对;由
,可知BCD错,故选A
点评:本题难度较小,明确小球做的是匀速圆周运动,合外力提供向心力,在分析受力情况,还要明确圆周平面,确定合力的指向
本题难度:一般
3、选择题 一质点质量为1㎏,在直径为O.5 m的圆周上以40 rad/s的角速度匀速转动时,质点所需的向心力大小为(? ).
A.10N
B.20 N
C.400 N
D.800 N
参考答案:D
本题解析:由
可求得
本题难度:简单
4、计算题 一内壁光滑的半环形细圆管竖直地固定在水平桌面上,其直径AB与桌面垂直,环的半径为R(比细管的半径大得多)。一个质量为m的小球(小球直径略小于细管直径且可视为质点)从管口A射入管中,从管口B射出时对管口壁的压力为mg/3。求小球在桌面上的落点到管口A的距离。
参考答案:
本题解析:当小球在B处所受弹力向上时,小球射出速度为
,落点到A距离为
?
?
?
解以上三个方程得:
?
当小球在管口B处所受弹力向下时,小球射出速度为
,落点到A的距离为
?
?
?
解以上三个方程得:
?
点评:本题中没有表明小球射出时对管口壁的压力的方向,所以要考虑两种情况。
本题难度:一般
5、计算题 一质量为0. 5 kg的小球,用0. 4 m长的细线拴住,在竖直平面内做圆周运动。求:

(1)若小球恰能过最高点,则最高点的速度为多少?
(2)当小球在圆周最低点速度为6 m/s时,细线的拉力是多少?
(3)若绳子能承受的最大拉力为130 N,则小球运动到最低点时速度最大是多少?(g取10 m/s2 )
参考答案:(1)
=2m/s(2)T=50N
(3)T=130N时,v=10m/s
本题解析:解:(1)由
得
=2m/s
(2)由
得:T=50N
(3)由
当T=130N时,v=10m/s
本题难度:一般