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 如圖所示,粗糙水平軌道AB與豎直平面內的光滑半圓軌道BC在B處平滑連接,B、C分別為半圓軌道的最低點和最高點.一個質量m=0.1kg的小物體P被一根細線拴住放在水平軌道上,細線的左端固定在豎直墻壁上.在墻壁和P之間夾一根被壓縮的輕彈簧,此時P到B點的距離X0=0.5m.物體P與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,半圓軌道半徑R=0.4m.現(xiàn)將細線剪斷,P被彈簧向右彈出后滑上半圓軌道,并恰好能經過C點.g取10m/s2.求:

(1)P經過B點時對軌道的壓力；

(2)細線未剪斷時彈簧的彈性勢能.

 

 

 

 

 

 

 解：(1)P恰好能經過C點，設其速度為vc，

由向心力公式有                                   2分

解得                             1分

P從B到C的過程中機械能守恒，設P經過B點時的速度為vB，則有

                                    2分

解得                1分

設小球剛過B時受到圓軌道的支持力為NB，由向心力公式有

                                           2分

解得                1分

由牛頓第三定律可得，

物體剛過B點時對軌道的壓力大小為6N，方向豎直向下．      1分

(2)設細線剪斷前彈簧的彈性勢能為EP．從剪斷細線到P經過B點的過程中，由能量守恒可得                                        3分

解得   2分

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?四川）如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內的軌道，AB段光滑水平，BC段為光滑圓弧，對應的圓心角θ=370，半徑r=2.5m，CD段平直傾斜且粗糙，各段軌道均平滑連接，傾斜軌道所在區(qū)域有場強大小為E=2×l05N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強電場．質量m=5×l0-2kg、電荷量q=+1×10-6C的小物體（視為質點）被彈簧槍發(fā)射后，沿水平軌道向左滑行，在C點以速度v0=3m/s沖上斜軌．以小物體通過C點時為計時起點，0.1s以后，場強大小不變，方向反向．已知斜軌與小物體間的動摩擦因數(shù)μ=0.25．設小物體的電荷量保持不變，取g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）求彈簧槍對小物體所做的功；
（2）在斜軌上小物體能到達的最高點為P，求CP的長度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，傾角為θ=45°的粗糙平直導軌與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切，切點為B，整個軌道處在豎直平面內．一質量為m的小滑塊從導軌上離地面高為h=3R的D處無初速下滑進入圓環(huán)軌道．接著小滑塊從圓環(huán)最高點C水平飛出，恰好擊中導軌上與圓心O等高的P點，不計空氣阻力．求：
（1）滑塊運動到圓環(huán)最低點時對圓環(huán)軌道壓力的大小
（2）滑塊與斜軌之間的動摩擦因數(shù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一個內軌光滑外軌粗糙的圓形軌道豎直放置，圓心處有一個帶正電的點電荷（內外軌相距很近，半徑均可視為R），在軌道最低點放一個帶負電的小球，質量為m，直徑略小于內外軌的距離，現(xiàn)給小球一個水平初速度v0=
2gR
，經過一段時間后，小球在P、Q之間來回往復運動不止，OP、OQ與豎直方向的夾角為θ=37°．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）試求：
（1）小球能否通過最高點？
（2）小球與圓心點電荷的庫侖力；
（3）整個過程中小球在最低點對外軌的最大壓力；
（4）整個過程中小球克服摩擦所做的功Wf和庫侖力所做的功Wk．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?赤峰一模）如圖所示，平行導軌MN和PQ相距0.5m，電阻可忽略．其水平部分是粗糙的，置于0.60T豎直向上的勻強磁場中，傾斜部分是光滑的，該處沒有磁場．導線a和b質量均為0.20kg，電阻均為0.15Ω，a、b相距足夠遠，b放在水平導軌上．a從斜軌上高0.050m處無初速釋放．求：
（1）回路的最大感應電流是多少？
（2）如果導線與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.10，當導線b的速率達到最大值時，導線a的加速度是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，傾斜粗糙軌道AB的傾角為37°，CD、EF軌道水平，AB與CD通過光滑圓弧管道BC連接，CD右端與豎直光滑圓周軌道相連，小球可以從D進入該軌道，沿圓軌道內側運動．小球從A點靜止釋放，已知AB長為5R，光滑水平軌道CD足夠長，圓弧管道BC入口B與出口C的高度差為1.5R，小球與斜軌AB間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）a球滑到C點時的速度Vc；
（2）要使小球在運動過程中不脫離豎直圓軌道，求圓軌道的半徑R’應該滿足的條件．

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同步練習冊答案