为了迎接2008年北京奥运会的召开,我市某校的物理兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字是用内壁光滑的薄壁细圆玻璃管弯成,固定在竖直平面内(所有数字

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

为了迎接2008年北京奥运会的召开,我市某校的物理兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字是用内壁光滑的薄壁细圆玻璃管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆形和直圆管组成,P点与M、N点等高,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切.右端的弹射装置将一个小球(小球的直径略小于玻璃管的内径,且可以视为质点),以va=5m/s的水平初速度由a点弹出,从b点进入玻璃轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出.设小球与地面ab段间的动摩擦因数u=0.3,不计其它机械能损失.已知ab段长x=1.5m,数字“0”的半径R=0.2m,小球的质量m=0.01kg,取g=10m/s2.试求:

魔方格

(1)小球运动到数字“8”的最高点N处和数字“0”的最高点M处的角速度之比.
(2)小球到达数字“8”的最高点N时管道对小球作用力的大小和方向.
(3)小球从p点抛出后落到地面时的速度.

◎ 答案

(1)由机械能守恒定律知,小球在M和N两点的速度相同,由公式v=ωr得两点的角速度之比为
ωN
ωM
=
RM
RN
=
2
1

(2)小球由位置a经b运动到N点的过程,应用动能定理得:μmgx+mg×2R=
1
2
m
v2a
-
1
2
m
v2N

v2N
=
v2a
-4gR-2μgx
=52-4×10×0.2-2×0.3×10×1.5
=8 

设小球在N点轨道给它的压力为FN,由牛顿第二定律得FN+mg=m
v2N
R/2

FN=2m
v2N
R
-mg=2×0.01×
8
0.2
-0.01×10=0.7(N)

方向竖直向下                                                    
(3)由机械能守恒定律知,小球过P点以速度vP=vN=

8
m/s
做平抛运动,则有    
2R=
 1/3    1 2 3 下一页 尾页
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车在平直的公路上以初速度V0开
如图所示是某中学科技小组制
如图所示,在倾角=30o的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m。两球从静止
如图所示,在倾角=30o的光滑
如图所示,质量为m=0.1kg的小物块(可视为质点),用一根长为L=1m不可伸长的轻质细线悬挂在距水平桌面1m高的O点,OB为竖直线,在桌面上方B点固定一个小的薄刀片,可切割物块上
如图所示,质量为m=0.1kg的小
质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图象如图所示。由此不可求出的下列物理量是[]A.前25s内汽车的平均速度B.前l0s内汽车的加速度C.前l0s内汽车所受的阻力D.15~25s内合
质量为1500kg的汽车在平直的
质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图象如图所示。由此可求[]A.前25s内汽车的平均速度B.前10s内汽车的加速度C.前10s内汽车所受的阻力D.15~25s内台外力对汽车所做
质量为1500kg的汽车在平直的