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文檔簡介
1、2017海淀高三上學(xué)期期中必考點力與運動二(與平拋和圓周結(jié)合)一計算題(共1小題)1(2016秋.海淀高三上期中)如圖所示,AB為固定在豎直面內(nèi)、半徑為R的四分之一圓弧形光滑軌道,其末端(B點)切線水平,且距水平地面的高度也為R1、2兩小滑塊(均可視為質(zhì)點)用輕細(xì)繩拴接在一起,在它們中間夾住一個被壓縮的微小輕質(zhì)彈簧兩滑塊從圓弧形軌道的最高點A由靜止滑下,當(dāng)兩滑塊滑至圓弧形軌道最低點時,拴接兩滑塊的細(xì)繩突然斷開,彈簧迅速將兩滑塊彈開,滑塊2恰好能沿圓弧形軌道運動到軌道的最高點A已知R=0.45m,滑塊1的質(zhì)量m1=0.16kg,滑塊2的質(zhì)量m2=0.04kg,重力加速度g取10m/s2,空氣阻力
2、可忽略不計求:(1)兩滑塊一起運動到圓弧形軌道最低點時速度的大小;(2)滑塊2被彈簧彈開時的速度大??;(3)滑塊1被彈簧彈開時的速度大??;(4)滑塊1被彈簧彈開時對軌道的壓力大??;(5)滑塊1落地點到圓弧形軌道B點的水平距離;(6)滑塊1落至水平地面上時的速度大小;(7)滑塊1落至水平地面上時的速度;(8)滑塊1落地時重力做功的功率二解答題(共12小題)2(2015秋.海淀高三上期中)如圖所示,高h(yuǎn)=0.80m的光滑弧形軌道與水平光滑軌道相切且平滑連接將一個質(zhì)量m=0.40kg的物塊(可視為質(zhì)點)從弧形軌道頂端由靜止釋放,物塊滑至水平軌道后,從水平軌道右側(cè)邊緣O點水平飛出,落到水平地面的P點,
3、P點距O點的水平距離x=1.6m不計一切摩擦和空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2求:(1)物塊從水平軌道O點飛出時的速率;(2)水平軌道距地面的高度;(3)物塊落到P點時的速度3(2014秋.海淀高三上期中)如圖所示,AB是一個固定在豎直面內(nèi)的弧形軌道,與豎直圓形軌道BCD在最低點B平滑連接,且B點的切線是水平的;BCD圓軌道的另一端D與水平直軌道DE平滑連接B、D兩點在同一水平面上,且B、D兩點間沿垂直圓軌道平面方向錯開了一段很小的距離,可使運動物體從圓軌道轉(zhuǎn)移到水平直軌道上現(xiàn)有一無動力小車從弧形軌道某一高度處由靜止釋放,滑至B點進入豎直圓軌道,沿圓軌道做完整的圓運動后轉(zhuǎn)移到水平直軌道D
4、E上,并從E點水平飛出,落到一個面積足夠大的軟墊上已知圓形軌道的半徑R=0.40m,小車質(zhì)量m=2.5kg,軟墊的上表面到E點的豎直距離h=1.25m、軟墊左邊緣F點到E點的水平距離s=1.0m不計一切摩擦和空氣阻力,弧形軌道AB、圓形軌道BCD和水平直軌道DE可視為在同一豎直平面內(nèi),小車可視為質(zhì)點,取重力加速度g=10m/s2(1)要使小車能在豎直圓形軌道BCD內(nèi)做完整的圓周運動,則小車通過豎直圓軌道最高點時的速度至少多大;(2)若小車恰能在豎直圓形軌道BCD內(nèi)做完整的圓周運動,則小車運動到B點時軌道對它的支持力多大;(3)通過計算說明要使小車完成上述運動,其在弧形軌道的釋放點到B點的豎直距
5、離應(yīng)滿足什么條件4(2013秋.海淀高三上期中)如圖所示,水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道在B點平滑連接,AB段長x=10m,半圓形軌道半徑R=2.5m質(zhì)量m=0.10kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力F作用下,從A點由靜止開始運動,經(jīng)B點時撤去力F,小滑塊進入半圓形軌道,沿軌道運動到最高點C,從C點水平飛出重力加速度g取10m/s2(1)若小滑塊從C點水平飛出后又恰好落在A點滑塊落回A點時的速度;(2)如果要使小滑塊在圓弧軌道運動過程中不脫離軌道,求水平恒力F應(yīng)滿足的條件5(2012秋.海淀高三上期中)如圖所示,質(zhì)量為2.0kg的木塊放在水平桌面上的A點,受到一沖量后以某一速度在桌面上
6、沿直線向右運動,運動到桌邊B點后水平滑出落在水平地面C點已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.20,桌面距離水平地面的高度為1.25m,A、B兩點的距離為4.0m,B、C兩點間的水平距離為1.5m,g=10m/s2不計空氣阻力,求:(1)木塊滑動到桌邊B點時的速度大小;(2)木塊在A點受到的沖量大小6(2011秋.海淀高三上期中)如圖所示,水平光滑軌道AB與以O(shè)點為圓心的豎直半圓形光滑軌道BCD相切于B點,半圓形軌道的半徑r=0.30m在水平軌道上A點靜置一質(zhì)量為m2=0.12kg的物塊2,現(xiàn)有一個質(zhì)量m1=0.06kg的物塊1以一定的速度向物塊2運動,并與之發(fā)生正碰,碰撞過程中無機械能損失,碰撞
7、后物塊2的速度v2=4.0m/s物塊均可視為質(zhì)點,g取10m/s2,求:(1)物塊2運動到B點時對半圓形軌道的壓力大小;(2)發(fā)生碰撞前物塊1的速度大小;(3)若半圓形軌道的半徑大小可調(diào),則在題設(shè)條件下,為使物塊2能通過半圓形軌道的最高點,其半徑大小應(yīng)滿足什么條件7(2010秋.海淀高三上期中)如圖所示,水平軌道AB與半徑為R的豎直半圓形軌道BC相切于B點質(zhì)量為2m和m的a、b兩個小滑塊(可視為質(zhì)點)原來靜止于水平軌道上,其中小滑塊a與一輕彈簧相連某一瞬間給小滑塊a一沖量使其獲得的初速度向右沖向小滑塊b,與b碰撞后彈簧不與b相粘連,且小滑塊b在到達B點之前已經(jīng)和彈簧分離,不計一切摩擦,求:(1
8、)a和b在碰撞過程中彈簧獲得的最大彈性勢能;(2)小滑塊b經(jīng)過圓形軌道的B點時對軌道的壓力;(3)試通過計算說明小滑塊b能否到達圓形軌道的最高點C8(2007秋.海淀高三上期中)如圖所示,半徑R=2.5m的豎直半圓光滑軌道在B點與水平面平滑連接,一個質(zhì)量m=0.50kg 的小滑塊(可視為質(zhì)點)靜止在A點一瞬時沖量使滑塊以一定的初速度從A點開始運動,經(jīng)B點進入圓軌道,沿圓軌道運動到最高點C,并從C點水平飛出,落在水平面上的D點經(jīng)測量,D、B間的距離s1=10m,A、B間的距離s2=15m,滑塊與水平面的動摩擦因數(shù)=0.20,重力加速度g=10m/s2求:(1)滑塊通過C點時的速度大??;(2)滑塊
9、剛進入圓軌道時,在B點軌道對滑塊的彈力;(3)滑塊在A點受到的瞬時沖量的大小9(2006秋.海淀高三上期中)如圖所示,水平臺AB距地面高h(yuǎn)=0.8m,有一可視為質(zhì)點的小滑塊從A點以VA=6m/s的初速度在水平臺上做勻變速直線運動,并從平臺邊緣的B點水平飛出,最后落在地面上的D點已知滑塊與平臺間的動摩擦因數(shù)=0.25,SAB=2.20m,C點為B點正下方水平地面上的一點不計空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,求:(1)小滑塊通過B點的速度大小VB(2)落地點到平臺邊緣的水平距離SCD(3)小滑塊從A點運動到D點所用的時間10(2006秋.海淀高三上期中)如圖所示,水平軌道AB與位于豎直面內(nèi)半徑
10、為R的半圓形光滑軌道BCD相連,半圓形軌道的BD連線與AB垂直質(zhì)量為m可看作質(zhì)點的小滑塊在恒定外力作用下從水平軌道上的A點由靜止開始向左運動,到達水平軌道的末端B點時撤去外力,小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動,且恰好能通過軌道最高點D,滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到A點已知重力加速度為g,求:(1)滑塊通過D點的速度大?。?)滑塊經(jīng)過B點進入圓形軌道時對軌道壓力的大小(3)滑塊在AB段運動過程中的加速度大小11(2004秋.海淀高三上期中)如圖所示是一個設(shè)計“過山車”的試驗裝置的原理示意圖,光滑斜面AB與豎直面內(nèi)的圓形軌道在B點平滑連接,圓形軌道半徑為R一個質(zhì)量為m的小車(可視為質(zhì)點)在A點由靜止釋
11、放沿斜面滑下,當(dāng)它第一次經(jīng)過B點進入圓形軌道時對軌道的壓力為其重力的7倍,小車恰能完成圓周運動并第二次經(jīng)過最低點沿水平軌道向右運動已知重力加速度為g(1)求A點距水平面的高度h;(2)假設(shè)小車在豎直圓軌道左、右半圓軌道部分克服摩擦阻力做的功相等,求小車第二次經(jīng)過豎直圓軌道最低點時的速度大小12(2003秋.海淀高三上期中)一根長度為L的輕繩一端懸桂在固定點O,另一端拴一質(zhì)量為m的小球,若在懸點O的正下方,距O點為OC=4L/5的C點處釘一小釘現(xiàn)將小球拉至細(xì)繩繃直在水平位置時,由靜止釋放小球,如圖所示假設(shè)細(xì)繩始終不會被拉斷,求:(1)細(xì)繩碰到釘子前、后的瞬間,細(xì)繩對小球的拉力各多大(2)要使細(xì)繩
12、碰釘子后小球能夠做完整的圓周運動,則釋放小球時繃直的細(xì)繩與豎直方向的夾角至少為多大13(2005秋.海淀高三上期中)如圖所示,AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線沿水平方向一個質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端處A點由靜止釋放,滑到B點處飛出,落在水平地面的C點,其軌跡如圖中虛線BC所示已知P落地時相對于B點的水平位移OC=l現(xiàn)于軌道下方緊貼B點安裝一水平傳送帶,傳送帶右端E輪正上方與B點相距先將驅(qū)動輪鎖定,傳送帶處于靜止?fàn)顟B(tài)使P仍從A點處由靜止釋放,它離開B端后先在傳送帶上滑行,然后從傳送帶上水平飛出,恰好仍落在地面上C點若將驅(qū)動輪的鎖定解除,并使傳送帶以速度v(v2)勻速
13、向右運動,再使P仍從A點由靜止釋放,最后P落在地面的D點不計空氣阻力,試求:(1)P從靜止的傳送帶右端水平飛出時的速度大?。唬?)P與傳送帶之間的動摩擦因數(shù);(3)OD之間的水平距離s參考答案與試題解析一計算題(共1小題)1【分析】(1)從A到B點的過程,根據(jù)動能定理求兩滑塊一起運動到圓弧形軌道最低點時速度的大?。?)滑塊2從B到A點的過程,運用動能定理求解(3)根據(jù)動量守恒定律求滑塊1被彈簧彈開時的速度大小(4)根據(jù)牛頓第二定律和第三定律結(jié)合求滑塊1被彈簧彈開時對軌道的壓力大小;(5)滑塊1離開軌道后做平拋運動,根據(jù)分位移的規(guī)律求水平距離(6)由分速度公式和速度合成求滑塊1落至水平地面上時的
14、速度大小(7)由分速度關(guān)系求滑塊1落至水平地面上時的速度方向(8)根據(jù)P=mgvy求滑塊1落地時重力做功的功率【解答】解:(1)從A到B點的過程,根據(jù)動能定理得:解得,最低點速度大?。簐=3.0m/s(2)滑塊2從B到A點的過程,由據(jù)動能定理得:m2gR=0代入數(shù)據(jù)解得:v2=3m/s(方向水平向左)(3)彈簧將兩滑塊彈開的過程,取水平向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律得 (m1+m2)v=m1v1+m2(v2)即代入數(shù)據(jù)解得:滑塊1被彈簧彈開時的速度大小 v1=4.5m/s(方向水平向右)(4)滑塊1被彈簧彈開時,根據(jù)牛頓第二定律得 代入得解得 F1=8.8N根據(jù)牛頓第三定律,滑塊1被彈簧彈開時
15、對軌道的壓力大小 F'=F1=8.8N(5)滑塊1離開軌道后做平拋運動,運動時間為 t=s=0.3s滑塊1落地點到圓弧形軌道B點的水平距離 s1=v1t1=4.5×0.3=1.35m(6)滑塊1落至水平地面上時豎直發(fā)速度大小 vy=gt1=10×0.3=3m/s水平分速度大小 vx=v0=4.5m/s所以落地時的速度大?。簐=m/s(7)設(shè)滑塊1落至水平地面上時的速度與水平方向的夾角為則 tan=得 =所以滑塊1落至水平地面上時的速度大小為v=m/s,方向斜右向下,與水平方向夾角為(8)滑塊1落地時的重力功率:PG=m1gvy=1.6×3=4.8W答:(1
16、)兩滑塊一起運動到圓弧形軌道最低點時速度的大小為3.0m/s(2)滑塊2被彈簧彈開時的速度大小是3.0m/s(3)滑塊1被彈簧彈開時的速度大小是4.5m/s (4)滑塊1被彈簧彈開時對軌道的壓力大小是8.8N (5)滑塊1落地點到圓弧形軌道B點的水平距離是1.35m (6)滑塊1落至水平地面上時的速度大小是5.4m/s (7)滑塊1落至水平地面上時的速度大小是5.4m/s 方向與水平方向arctan(8)滑塊1落地時重力做功的功率是4.8W【點評】解決本題首先要分析清楚物體的運動的情況,明確滑塊在軌道上運動時,機械能守恒也可以用動能定理直接計算滑塊1落地時的速度大小二解答題(共12小題)2【分
17、析】(1)從弧形軌道頂端滑至O點的過程,機械能守恒,由機械能守恒定律可以求出到達O時物塊的速度;(2)物塊離開C后做平拋運動,由平拋運動規(guī)律可以求出水平軌道距地面的高度;(3)由平拋運動基本規(guī)律求出到達P點的速度大小和方向【解答】解:(1)從弧形軌道頂端滑至O點的過程,物塊機械能守恒,則有:mgh=mv2代入數(shù)據(jù)解得:v=4.0m/s(2)設(shè)物塊從弧形軌道水平飛出落到P點所用時間為t,水平軌道距地面的高度為H,由平拋運動規(guī)律得:H=gt2x=vt聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:H=0.80m(3)由平拋運動規(guī)律:vx=v=4.0m/s;vy=4.0m/s物塊落到P點的速率為:vt=4m/s設(shè)物塊落到P點的速
18、度方向與水平方向的夾角為,則:tana=1解得:=45°,即物塊落到P點的速度方向與水平方向的夾角為45°斜向右下答:(1)物塊從水平軌道O點飛出時的速率為4.0m/s;(2)水平軌道距地面的高度為0.80m;(3)物塊落到P點時的速度大小為4m/s,方向與水平方向的夾角為45°斜向右下【點評】物塊在整個運動過程中只有重力做功,機械能守恒,分析清楚物塊的運動過程,應(yīng)用機械能守恒定律與平拋運動規(guī)律即可正確解題,除用機械能守恒定律解題外,本題也可以用動能定理解題3【分析】(1)小車在最高點,重力和軌道的壓力的合力提供向心力,當(dāng)壓力為零時,速度最小,根據(jù)牛頓第二定律列式
19、即可求解;(2)根據(jù)機械能守恒定律求出小車通過B點的速度,在B點,根據(jù)牛頓第二定律列式即可求解;(3)小車從E點水平飛出后做平拋運動,根據(jù)平拋運動的基本公式結(jié)合機械能守恒定律即可求解【解答】解:(1)設(shè)小車能在豎直圓形軌道BCD內(nèi)做完整的圓周運動,小車通過圓軌道最高點時的最小速度為vC,根據(jù)牛頓第二定律有 mg=m解得vC=m/s=2.0m/s (2)小車恰能在圓軌道內(nèi)做完整的圓周運動,此情況下小車通過B點的速度為vB,軌道對小車的支持力為FN根據(jù)機械能守恒定律有 mv=mvC2+2mgR 解得:m/s根據(jù)牛頓第二定律有FNmg=m解得 FN=150N (3)設(shè)小車從E點水平飛出落到軟墊上的時
20、間為t,則h=gt2,解得t=0.50s設(shè)小車以vE的速度從E點水平飛出落到軟墊F點右側(cè),則vEts,解得vE2.00m/s要使小車完成題目中所述運動過程,應(yīng)當(dāng)滿足兩個條件:小車通過軌道B點的速度m/s;小車通過E點的速度vE2.00m/s因為vB=vE綜合以上兩點,小車通過B點的速度應(yīng)不小于m/s,設(shè)釋放點到B點的豎直距離為H,根據(jù)機械能守恒定律有mgH=mvB2,解得H=1.0m則釋放點到B點的豎直距離H1.0m答:(1)要使小車能在豎直圓形軌道BCD內(nèi)做完整的圓周運動,則小車通過豎直圓軌道最高點時的速度至少為2m/s;(2)若小車恰能在豎直圓形軌道BCD內(nèi)做完整的圓周運動,則小車運動到B
21、點時軌道對它的支持力多大為150N;(3)通過計算說明要使小車完成上述運動,其在弧形軌道的釋放點到B點的豎直距離應(yīng)滿足H1.0m【點評】本題主要考查了牛頓第二定律、平拋運動基本公式、機械能守恒定律的應(yīng)用對于圓周運動,涉及力的問題,往往根據(jù)向心力進行分析處理難度適中4【分析】(1)物體C到A的過程中做平拋運動,將運動分解即可;(2)物體恰好通過最高點,意味著在最高點是軌道對滑塊的壓力為0,即重力恰好提供向心力,這樣我們可以求出vc,在從B到C的過程中質(zhì)點僅受重力和軌道的支持力,而軌道的支持力不做功,共可以根據(jù)動能定理求出物體在水平軌道上受到的力F的大小【解答】解:(1)物體C到A的過程中做平拋運
22、動,豎直方向:得:s在水平方向:x=vCt得:m/s到達C時物體在豎直方向的分速度:vy=gt=10×1m/s=10m/s所以物體到達A點的速度:m/s與水平方向的夾角:,所以=45°斜向左下(2)物體恰好通過最高點,則有:mg=物體由A到C過程拉力和重力做功,由動能定理有:代入數(shù)據(jù)得:F=0.625 N故滑塊在AB段運動過程中恒定外力F大于0.625N若物體最高只能到達與O等高的D點,同樣也可以不脫離軌道,則A到D的過程中:FxmgR=00得:N,所以當(dāng)拉力F2.5N時,也可以滿足條件答:(1)滑塊落回A點時的速度大小為m/s,與水平方向成45°角斜向左下(2)
23、水平恒力F應(yīng)滿足的條件是:F0.25N或F0.625N【點評】本題的第二問中,由兩種情況是該題的關(guān)鍵,物體恰好通過C點是本題的突破口,這一點要注意把握屬于中檔偏難的題目5【分析】(1)從B點滑出后做平拋運動,根據(jù)平拋運動的基本規(guī)律求出木塊在B點的速度;(3)根據(jù)動能定理求解A點的速度,進而求出沖量【解答】解:(1)設(shè)木塊在B點速度為vB,從B點運動到C點的時間為t,根據(jù)平拋運動的規(guī)律有x=vBt解得:t=0.50s,vB=3.0m/s(2)設(shè)木塊在A點的速度為vA,根據(jù)動能定理得解得:vA=5.0m/s 根據(jù)動量定理,木塊在A點受到的沖量I=mvA0=10kgm/s 答:(1)木塊滑動到桌邊B
24、點時的速度大小為3.0m/s;(2)木塊在A點受到的沖量大小為10kgm/s【點評】該題把平拋運動和動能定律的應(yīng)用結(jié)合在一起,屬于一種簡單的結(jié)合,因此該題屬于中檔題目6【分析】物體到達軌道B點對其受力分析,由牛頓第二定律可求出對軌道的壓力物體1與物體2碰撞,由動量守恒與機械能守恒定律可求出物體1碰撞前的速度由物體2恰能通過最高點,再由機械能守恒定律可求出圓形軌道半徑的極值【解答】解:(1)設(shè)軌道B點對物塊2的支持力為N,根據(jù)牛頓第二定律有Nm2g=m2解得 N=7.6N根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊2對軌道B點的壓力大小N=7.6N(2)設(shè)物塊1碰撞前的速度為v0,碰撞后的速度為v1,對于物塊1與
25、物塊2的碰撞過程,根據(jù)動量守恒定律有 m1v0=mv1+m2因碰撞過程中無機械能損失,所以有 m1v02=m1v12+m2v22代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得 v0=6.0m/s(3)設(shè)物塊2能通過半圓形軌道最高點的最大半徑為Rm,對應(yīng)的恰能通過最高點時的速度大小為v,根據(jù)牛頓第二定律,對物塊2恰能通過最高點時有 m2g=m2對物塊2由B運動到D的過程,根據(jù)機械能守恒定律有m2v22=m2g2Rm+m2v2聯(lián)立可解得:Rm=0.32m所以,為使物塊2能通過半圓形軌道的最高點,半圓形軌道半徑不得大于0.32m【點評】本題考查牛頓運動定律,運量守恒定律、機械能守恒定律,同時抓住物體2恰能通過最高點作為突破點入手
26、研究7【分析】(1)碰撞過程動量守恒,當(dāng)兩球的速度相等時,系統(tǒng)損失動能最大,此時對應(yīng)的彈性勢能最大(2)當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時,b球速度最大,此時b球向右運動滑上軌道,根據(jù)動量守恒、機械能守恒以及向心力公式可求得正確結(jié)果(3)根據(jù)完成圓周運動的臨界條件,判斷b球是否能通過最高點【解答】解:(1)a與b碰撞達到共速時彈簧被壓縮至最短,彈性勢能最大設(shè)此時ab的速度為v,則由系統(tǒng)的動量守恒可得:2mv0=3mv由機械能守恒定律:解得:(2)當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時彈性勢能為零,b開始離開彈簧,此時b的速度達到最大值,并以此速度在水平軌道上向前勻速運動設(shè)此時a、b的速度分別為v1和v2,由動量守恒定律和機械能守恒定
27、律可得:2mv0=2mv1+mv2解得:(1分)滑塊b到達B時,根據(jù)牛頓第二定律有:解得:N=5mg 根據(jù)牛頓第三定律滑塊b在B點對軌道的壓力N=5mg,方向豎直向下 (3)設(shè)b恰能到達最高點C點,且在C點速度為vC,此時軌道對滑塊的壓力為零,滑塊只受重力,由牛頓第二定律:解得:再假設(shè)b能夠到達最高點C點,且在C點速度為vC',由機械能守恒定律可得:解得:vC'=0所以b不可能到達C點,假設(shè)不成立 答:(1)a和b在碰撞過程中彈簧獲得的最大彈性勢能為;(2)小滑塊b經(jīng)過圓形軌道的B點時對軌道的壓力為5mg;(3)小滑塊b不能到達圓形軌道的最高點C【點評】本題綜合性較強,考查了動
28、量守恒、機械能守恒定律以及完成圓周運動的臨界條件的應(yīng)用,注意把運動過程分析清楚,正確應(yīng)用相關(guān)定律求解8【分析】(1)滑塊通過C點后做平拋運動,由平拋運動的規(guī)律可求得滑塊通過C點的速度;(2)由機械能守恒定律可求得滑塊到達B點的速度,再由牛頓第二定律可求得滑塊受軌道的壓力;(3)由動能定理可求得滑塊在A點的速度,再由動量定理可求得A點的瞬時沖量【解答】解:(1)設(shè)滑塊從C點飛出時的速度為vc,從C點運動到D點時間為t滑塊從C點飛出后,做平拋運動,豎直方向:2R=gt2水平方向:s1=vct解得:vc=10m/s(2)設(shè)滑塊通過B點時的速度為vB,根據(jù)機械能守恒定律mvB2=mvc2+2mgR解得
29、:vB=10m/s設(shè)在B點滑塊受軌道的壓力為N,根據(jù)牛頓第二定律Nmg=m解得:N=45N(3)設(shè)滑塊從A點開始運動時的速度為vA,根據(jù)動能定理mgs2=mvB2mvA2解得:vA=16.1m/s設(shè)滑塊在A點受到的沖量大小為I,根據(jù)動量定理I=mvA解得:I=8.1kgm/s;答:(1)滑塊通過C點的速度為10m/s;(2)B點對軌道的壓力為45N;(3)滑塊在A點受到的瞬時沖量為5.9kgm/s【點評】本題綜合考查動能定理、機械能守恒及牛頓第二定律,在解決此類問題時,要注意分析物體運動的過程,選擇正確的物理規(guī)律求解9【分析】(1)根據(jù)牛頓第二定律求出小滑塊在水平面上運動的加速度,結(jié)合運動學(xué)公
30、式求出小滑塊通過B點的速度大?。?)小滑塊離開B點做平拋運動,根據(jù)高度求出平拋運動的時間,根據(jù)B點的速度和時間求出水平位移(3)通過運動學(xué)公式分別求出A到B、B到D的時間,從而求出小滑塊從A點運動到D點所用的時間【解答】解:(1)設(shè)小滑塊質(zhì)量為m,從A點到B點,有mg=ma解得:vB=5.0m/s(2)設(shè)從B到D運動時間為t1,由平拋運動規(guī)律得SCD=vBt1解得:SCD=2.0m (3)設(shè)從A到B時間為t0,由 vB=vAat0解得:t0=0.40s從B到D由平拋運動規(guī)律有 解得:t1=0.40s所以從A到D的時間 t=t1+t0=0.80s答:(1)小滑塊通過B點的速度大小為5m/s(2)
31、落地點到平臺邊緣的水平距離為2.0m(3)小滑塊從A點運動到D點所用的時間為0.80s【點評】解決本題的關(guān)鍵理清小滑塊的運動過程中,結(jié)合牛頓第二定律和運動學(xué)公式進行求解10【分析】(1)小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動,且恰好能通過軌道最高點D,可知此時重力提供向心力,由牛頓第二定律列方程求解滑塊通過D點的速度(2)從B到D應(yīng)用機械能守恒定律,結(jié)合第一問的結(jié)果可得B點的速度,在此位置應(yīng)用牛頓第二定律列方程可得軌道對物體的彈力,應(yīng)用牛頓第三定律得到物體對軌道的壓力(3)物體從D點后改做平拋運動,由平拋規(guī)律可得AB間的水平距離,應(yīng)用勻變速運動規(guī)律可得滑塊在AB段運動過程中的加速度大小【解答】解:(1)設(shè)
32、滑塊恰好通過最高點D的速度為vD,根據(jù)牛頓第二定律有mg=解得:(2)滑塊自B點到D點的過程機械能守恒,設(shè)滑塊在B點的速度為vB,則有:=解得:=5gR設(shè)滑塊經(jīng)過B點進入圓形軌道時所受的支持力為NB,根據(jù)牛頓第二定律有 解得:NB=6mg由牛頓第三定律可知,滑塊經(jīng)過B點時對軌道的壓力大小NB=6mg(3)對于滑塊自D點平拋到A點,設(shè)其時間為t,則有:2R=gt2sAB=vDt解得:sAB=2R設(shè)滑塊由A點到B點的過程中加速度為a,則有 解得:a=答:(1)滑塊通過D點的速度為(2)滑塊經(jīng)過B點進入圓形軌道時對軌道壓力的大小為6mg(3)滑塊在AB段運動過程中的加速度大小【點評】物體恰好通過D點
33、是本題的突破口,這一點要注意把握;題目要求滑塊經(jīng)過B點進入圓形軌道時對軌道的壓力大小而根據(jù)物體在B點的運動情況所求的是軌道對物體的支持力,故運動別忘記“由牛頓第三定律求解滑塊在B點對軌道的壓力11【分析】(1)設(shè)第一次小車運動到B點的速度大小為vB,根據(jù)牛頓第二定律及牛頓第三定律求出B點速度,小車從A點運動到B點的過程機械能守恒,以B點位置為重力勢能零點,求出高度;(2)設(shè)小車在圓軌道最高點的速度為vC,重力提供向心力,此時根據(jù)向心力公式求出C點速度,設(shè)小車在右半圓軌道上克服阻力做功Wf,對小車從B點運動到C的點過程,根據(jù)動能定理求出Wf,對小車從B點運動到C點再回到B點的過程,根據(jù)動能定理列
34、式即可求解【解答】解:(1)設(shè)第一次小車運動到B點的速度大小為vB,受到的支持力為N,根據(jù)牛頓第二定律: Nmg=m依題意和牛頓第三定律: N=7mg 解得 vB=小車從A點運動到B點的過程機械能守恒,以B點位置為重力勢能零點,則有:mgh=解得 h=3R(2)設(shè)小車在圓軌道最高點的速度為vC,重力提供向心力,此時根據(jù)向心力公式有:mg=m解得:vc=設(shè)小車在右半圓軌道上克服阻力做功Wf,對小車從B點運動到C的點過程,根據(jù)動能定理有mg2RWf=解得 Wf=mgR設(shè)小車第二次經(jīng)過B點時的速度為v,對小車從B點運動到C點再回到B點的過程,根據(jù)動能定理有:2Wf=解得v=2答:(1)A點距水平面的高度h為3R;(2)小車第二次經(jīng)過豎直圓軌道最低點時的速度大小為2【點評】涉及力在空間的效應(yīng),要優(yōu)先考慮動能定理對于圓周運動,涉及力的問題,往往根據(jù)向心力進行分析處理難度適中12【分析】(1)對于小球下擺過程,細(xì)繩的拉力不做功,運用機械能守恒定律求出細(xì)繩碰到釘子前瞬間的速度大小,再根據(jù)牛頓第二定律求解細(xì)繩的拉力;細(xì)繩碰到釘
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