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1、计算题 如图所示,粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,圆弧轨道的半径为R,C点在圆心O的正下方,D点与圆心O在同一水平线上,∠COB=θ。现有质量为m的物块从D点无初速释放,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小;
(2)物块在斜面上运动离B点的最远距离。

参考答案:解:(1)物块从D到C,根据机械能守恒定律,得
物块经C点,根据牛顿第二定律,得
由以上两式得支持力大小FN=3mg
由牛顿第三定律得,物块对轨道的压力大小为3mg
(2)小物体通过圆弧轨道后,在斜面上运动到最大距离S时速度为0,由动能定理可得

故
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=530,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m,绳长
不确定,不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计。取重力加速度g=10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6。

(1)若绳长
=2m,选手摆到最低点时速度的大小;
(2)选手摆到最低点时对绳拉力的大小;
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远。请通过推算说明你的观点。
参考答案:(1)4m/s(2)1080N(3)当绳长越接近1.5m时,落点距岸边越远
本题解析:(1)选手摆到最低点过程中机械能守恒,对选手运用机械能守恒定律有:
①?
代入数据得:v=4m/s?
(2)选手过最低点时:
? ②
将①式代入②式得:
?
由牛顿第三定律可知:选手摆到最低点时对绳拉力
?
(3)选手从最低点开始做平抛运动
水平方向
③?
竖直方向
④
由①、②、③式得:
?
当
,即
时,x有最大值 。
因此,两人的看法均不正确。当绳长越接近1.5m时,落点距岸边越远。
点评:本题考查到了机械能守恒,圆周运动向心力,平抛运动规律及求极值问题;解答第一问时,由机械能守恒定律计算最低点的速度,答第二问时,一定注意要求的是选手对绳子的拉力,解题过程中是对选手进行受力分析的,故不要忘记应用牛顿第三定律;关于物理当中的极值问题,要会熟练的对式子进行数学分析,从而得出结论。
本题难度:一般
3、选择题 一小球以初速度v0竖直上抛,它能到达的最大高度为H,问下列几种情况中,哪种情况小球不可能达到高度H(忽略空气阻力)

[? ]
A.以初速v0沿光滑斜面向上运动(图a)
B.以初速v0沿光滑的抛物线轨道,从最低点向上运动(图b)
C.以初速v0沿半径为R的光滑圆轨道,从最低点向上运动(图c,H>R>H/2)
D.以初速v0沿半径为R的光滑圆轨道,从最低点向上运动(图d,R>H)
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 如图所示,质量相同的三个小球在同一高度以相同的速率分别做竖直上抛、下抛和平拋运动,不计空气阻力。则三个小球落地时的速度__________、动能__________、机械能__________。(填“相同”“不同”或“无法确定”)

参考答案:不同,相同,相同
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 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,斜面与圆弧轨道在C点相切连接(小物块经过C点时机械能损失不计)。已知圆弧半径R=1.0 m,圆弧对应圆心角
,轨道最低点为O,A点距水平面的高度h=0.8m。设小物块首次经过C点时为零时刻,在t=0.8s时刻小物块经过D点,小物块与斜面间的滑动摩擦因数为
。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:
(1)小物块离开A点的水平初速度vA大小;
(2)小物块经过O点时对轨道的压力;
(3)斜面上CD间的距离。

参考答案:解:(1)对小物块,由A到B有
在B点
所以
m/s
(2)对小物块,由B到O有
m/s
在O点
所以N=43N
由牛顿第三定律知对轨道的压力为
(3)物块沿斜面上滑:
,
m/s2
物块沿斜面下滑:
,a2=6 m/s2
由机械能守恒知
m/s
小物块由C上升到最高点历时
s
小物块由最高点回到D点历时
s
故
=0.98 m
本题解析:
本题难度:困难
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