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(19分)如图所示,半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置,圆弧边缘C处有一小定滑轮,绳子不可伸长,不计一切摩擦,开始时,m1、m2两球静止,且m1>m2,试求:

(1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度.
(2)若A点离地高度为2R,m1滑到A点时绳子突然断开,则m1落地点离A点的水平距离是多少?
(3)为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足什么关系.

(1)(2)(3)

解析试题分析:(1)两个小球组成的系统机械能守恒,有:
两小球在沿绳方向的速度相等,有:
联立解得:
(2)绳断后m1做平抛运动,竖直方向有:
水平方向有:
联立解得;
(3) 为使m1能到达A点,应满足
又有
解得:
考点:本题考查了系统机械能守恒

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,用一根长L、不可伸长的细线,一端系着质量为m的小球 A,另一端由图钉固定在光滑水平桌面上的O点,并使O、A之间相距L/2,现沿垂直O、A连线的方向,给小球A一沿桌面的水平初速度v0,使之运动,A球最终绕图钉做圆周运动,则从A球开始运动到稳定做圆周运动的过程损失的动能为

A.mv02 B.mv02C.mv02D.0

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图甲所示,有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、竖直台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成,表面处处光滑,且AB段与BC段通过一小圆弧(未画出)平滑相接。有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方,小球与BC平面相切但无挤压。紧靠台阶右侧停放着一辆小车,车的上表面水平与B点等高且右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q点,其中PQ段是粗糙的,Q点右侧表面光滑。现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A处自由释放,滑至C点时与小球发生正碰,然后从小车左端P点滑上小车。碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动,轻绳受到的拉力如图乙所示。已知滑块、小球和小车的质量分别为m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg,AB轨道顶端A点距BC段的高度为h=0.8m,PQ段长度为L=0.4m,轻绳的长度为R=0.5m。 滑块、小球均可视为质点。取g=10m/s2。求:

(1)滑块到达BC轨道上时的速度大小。
(2)滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小。
(3)要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则滑块与PQ之间的动摩擦因数μ应在什么范围内?(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图是一组滑轮装置,绳子都处于竖直状态,不计绳子和滑轮质量及一切阻力,悬挂的两物体质量分别为 m1=m,m2=4m,m1下端通过劲度系数为k的轻质弹簧与地面相连(重力加速度为g,轻质弹簧始终处于弹性限度之内)求:

(1)系统处于静止时弹簧的形变量;
(2)用手托住m2且让m1静止在弹簧上,绳子绷直但无拉力,放手之后两物体的运动发生在同一竖直平面内,求m2运动的最大速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(2)(9分)甲、乙两个小球在水平光滑直轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是P1=5kg·m/s,P2=7kg·m/s。甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为P2’=10kg·m/s。求两球质量m与m满足怎样的关系?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M为半径为R=1.0m、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,N为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点,M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0.01Kg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到N的某一点上,取,求:

(1)该钢珠经过M上端点的速度大小为多少?
(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能多大?
(3)钢珠落到圆弧上时的速度大小是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

质量为M的小车置于光滑水平面上,小车的上表面由光滑的1/4圆弧和光滑平面组成,圆弧半径为R,车的右端固定有一不计质量的弹簧。现有一质量为m的滑块(视为质点)从圆弧最高处无初速下滑,如图所示,与弹簧相接触并压缩弹簧。

求:(1)弹簧具有最大的弹性势能;
(2)当滑块与弹簧分离时小车的速度。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分)如图所示,均匀光滑直杆AB长为L,可绕光滑固定转轴O转动,O距B点L/3处。在水平杆的另一端A下摆经过的轨迹上安装光电门,用来测量A端的瞬时速度vA,光电门测量位置和转轴O的高度差h可以调节,有一质最为m的小球套在光滑杆上,重力加速度g取10m/s2

⑴若杆的质量忽略不计,小球固定在杆OA的中点处,由静止释放杆,请写出光电门测量到的速度vA与高度差h的关系式;
⑵实际情况下杆的质量M不能忽略,拿走小球后重复实验,得到了如图所示的与h关系图线.请写出杆绕O点转动时的动能Ek与vA的关系式;
⑶若杆的质量M=3kg,小球m=2kg固定在杆OA的中点处,将杆由水平位置静止释放,请根据计算分析在图丙中画出与h关系图线。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,位于竖直平面内的1/4 圆弧光滑轨道,半径为R,轨道的最低点B 的切线沿水平方向,轨道上端A 距水平地面高度为H.质量为m 的小球(可视为质点)从轨道最上端A 点由静止释放,经轨道最下端B 点水平飞出,最后落在水平地面上的C 点处,若空气阻力可忽略不计,重力加速度为g.求:

(1)小球运动到B 点时,轨道对它的支持力;
(2)小球落地点C 与B 点的水平距离x;
(3)比值R/H 为多少时,小球落地点C 与B 点水平距离x 最远,及该最大水平距离.

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