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如图所示,水平轨道上轻弹簧左端固定,弹簧处于自然状态时,其右端位于P点。现用一质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水

网友投稿  2022-09-19 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,水平轨道上轻弹簧左端固定,弹簧处于自然状态时,其右端位于P点。现用一质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道,最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点,若物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,R=l=1m,A到B的竖直高度h=1.25m,取g=10m/s2
(1)求物块到达Q点时的速度大小(保留根号);
(2)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;
(3)求物块水平抛出的位移大小。

◎ 答案

解:(1)设物块到达Q点时的速度为v,由动能定理得
-μmgl=(1/2)mv2-(1/2)mv02
代入数据解得v=(321)1/2m/s
(2)设物块刚离开Q点时,圆轨道对物块的压力为FN
根据牛顿定律有FN+mg=mv2/R
则FN=mv2/R-mg=31.1N>0
故物块能沿圆周轨道运动
(3)设物块到达半圆轨道最低点A时的速度为v1
由机械能守恒得(1/2)mv2+mg·2R=(1/2)mv12
解得v1=19m/s
由h=(1/2)gt2,s=vt
得s=v(2h/g)1/2
代入数据,得s=9.5m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平轨道上轻弹簧左端固定,弹簧处于自然状态时,其右端位于P点。现用一质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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