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- 2021-05-23 发布
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动能定理3
【作业答案】例1(3)若物体在传送带上一直加速,到C点时速度为v3,由运动学规律有:v-v=-2as v-v=2as v3=3 m/s(2分)
讨论:(1)若传送带逆时针转动:x=x1=1 m(1分)
(2)若传送带顺时针转动:
(ⅰ)当0<v≤1 m/s时,x=x1=1 m(1分)
(ⅱ)当1 m/s<v≤3 m/s时,x=vt=v(1分)
(ⅲ)当v>3 m/s时,x=v3t=3 m(1分)
第2题解:(1) 摩托车在水平面上已经达到了最大速度,牵引力与阻力相等.则
P=Fv=fv(2分) f==90 N.(2分)
(2) 摩托车在B点,由牛顿第二定律得:N-mg=m(2分) N=m+mg=5 400 N(2分)
由牛顿第三定律得地面支持力的大小为5 400 N.(1分)
(3) 对摩托车的平抛运动过程,有t==1 s 平抛的初速度v0==16 m/s(2分)
摩托车在斜坡上运动时,由动能定理得Pt-Wf-mgh=mv-mv2(2分) 求得Wf=27 360 J.(2分)
第4题解(1)根据机械能守恒定律有mv=mgh,(2分) 解得v0=.(1分)
(2)在两种情况下物体P在空中的运动时间相同,但x0=L,x1=, ∴ v1==,(2分)
根据动能定理有-μmg=mv-mv,(2分) 解得μ=.(2分)
(3)分析可知物体在传送带上先减速后匀速运动,接着以的初速度平抛,设落地点为D.(2分)
x=t,(1分) 由第(2)问知·t=,(1分) 由以上两式联立解得x=L,(2分)
∴ =x+=L.(1分)
【例1】如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置.将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于管口.现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g)
(1) 求小物块下落过程中的加速度大小;
(2) 求小球从管口抛出时的速度大小;
(3) 试证明小球平抛运动的水平位移总小于 L.
【例2】如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中.现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.
(1) 若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C
点时速度为多大?
(2) 在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3) 改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
【课堂作业】1、
2、(2010·上海模拟)(14分)总质量为80 kg的跳伞运动员从离地500 m的直升机上跳下,经过2 s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图象,试根据图象求:(g取10 m/s2)
(1)t=1 s时运动员的加速度和所受阻力的大小.
(2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功.
(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.
3、如图(a)所示,一质量为m的滑块(可看成质点)沿某斜面顶端A由静止滑下,已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ和滑块到斜面顶端的距离x的关系如图(b)所示.斜面倾角为37°,长为l,有一半径为R=l的光滑竖直半圆轨道刚好与斜面底端B相接,且直径BC与水平面垂直,假设滑块经过B点时没有能量损失.求:
(1)滑块滑至斜面中点时的加速度大小;
(2)滑块滑至斜面底端时的速度大小;
(3)试分析滑块能否滑至光滑竖直半圆轨道的最高点C.如能,请求出在最高点时滑块对轨道的压力;如不能,请说明理由.