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- 2021-06-01 发布
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【易错练兵,虎口脱险】
1.一小球以一定的初速度从图12所示位置进入光滑的轨道,小球先进入圆轨道1,再进入圆轨道2,圆轨道1的半径为R,圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍,小球的质量为m,若小球恰好能通过轨道2的最高点B,则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为( )
图12
A.2mg B.3mg C.4mg D.5mg
【答案】C 【解析】小球恰好能通过轨道2的最高点B时,有mg=,小球在轨道1上经过A处时,有F+mg=,根据机械能守恒,有1.6mgR=mv-mv,解得F=4mg,C项正确.
2.韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J.韩晓鹏在此过程中( )
A.动能增加了1 900 J
B.动能增加了2 000 J
C.重力势能减小了1 900 J
D.重力势能减小了2 000 J
3.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力.已知空气阻力f大小不变,且f,使物体A开始沿斜面向下运动,物体B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度为g,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求:
图18
(1)物体A向下运动刚到达C点时的速度;
(2)弹簧的最大压缩量;
(3)弹簧的最大弹性势能.
【答案】 (1) (2)- (3)-
10.如图19所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1.0 m,现有一个质量为m=0.2 kg可视为质点的小物体,从D点的正上方E点处自由下落,DE距离h=1.6 m,小物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5.取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,求:
图19
(1)小物体第一次通过C点时轨道对小物体的支持力FN的大小;
(2)要使小物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度LAB至少要多长;
(3)若斜面已经满足(2)要求,小物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动,在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小.
【解析】 (1)小物体从E到C,由机械能守恒得:mg(h+R)=mv ①
在C点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m ②
联立①②解得FN=12.4 N.
(2)从E→D→C→B→A过程,由动能定理得:
WG-Wf=0 ③
联立⑥⑦解得Q=4.8 J.
【答案】 (1)12.4 N (2)2.4 m (3)4.8 J