如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成:水平直轨AB,半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道,倾斜直轨CD长为L=6m,AB、CD与两圆形

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成:水平直轨AB,半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道,倾斜直轨CD长为L=6m,AB、CD与两圆形轨道相切,其中倾斜直轨CD部分表面粗糙,动摩擦因数为μ=
1
6
,其余各部分表面光滑.一质量为m=2kg的滑环(套在滑轨上),从AB的中点E处以v0=10m/s的初速度水平向右运动.已知θ=37°,(g取10m/s2)求:
(1)滑环第一次通过O2的最低点F处时对轨道的压力;
(2)滑环通过O1最高点A的次数;
(3)滑环克服摩擦力做功所通过的总路程.
魔方格

◎ 答案

(1)滑环从E点滑到F点的过程中,根据机械能守恒得:
1
2
mv02+mg△h=
1
2
m vF2

在F点对滑环分析受力,得FN-mg=m
vF2
R2
…②
由①②式得:FN=
500
3
N…③
根据牛顿第三定律得滑环第一次通过O2的最低点F处时对轨道的压力为
500
3
N…④
(2)由几何关系可得倾斜直轨CD的倾角为37°,每通过一次克服摩擦力做功为:W=μmgLcosθ,得W=16J…⑤
Ek0=
1
2
m
v20
n=
Ek0
W
=6.25
,取6次…⑥
(3)由题意可知得:滑环最终只能在O2的D点下方来回晃动,即到达D点速度为零,
由能量守恒得:
1
2
mv02+mgR2(1+cosθ)=μmgscosθ
…⑦
解得:滑环克服摩擦力做功所通过的路程s=78m…⑧
答:(1)对轨道的压力为
500
3
N;(2)滑环通这最高点的次数为6次;(3)滑环克服摩擦力做功所通过的路程.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成:水平直轨AB,半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道,倾斜直轨CD长为L=6m,AB、CD与两圆形…”主要考查了你对  【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。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐