- 曲线运动、万有引力
- 共1187题
如图所示,质量m的小物块从高为h的坡面顶端由静止释放,滑到粗糙的水平台上,滑行距离l后,以v = 1 m/s的速度从边缘O点水平抛出,击中平台右下侧挡板上的P点,以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系,挡板形状满足方程 (单位:m),小物块质量m = 0.4 kg,坡面高度h = 0.4 m,小物块从坡面上滑下时克服摩擦力做功1 J,小物块与平台表面间的动摩擦因数μ = 0.1,g = 10 m/s2,求:
(1)小物块在水平台上滑行的距离l ;
(2)P点的坐标。
正确答案
(1)
(2)(1m, -5m)
解析
(1)对小物块,从释放到O点过程中
解得
(2) 小物块从O点水平抛出后满足
①
②
由①②解得小物块的轨迹方程③
又有④
由③ ④ 得x =1m, y = -5m⑤
所以P点坐标为(1m, -5m)⑥
知识点
如图所示,在水平地面上固定一个倾角θ=37°、表面光滑的斜面体,物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。若A、B均可看作质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,
试求:
(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;
(2)物体B抛出时的初速度v2;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h。
正确答案
见解析。
解析
(1)物体A上滑过程中,由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma
代入数据得:a=6m/s2
设经过t时间相撞,由运动学公式:
代入数据得:t=1s
(2)平抛物体B的水平位移:=2.4m
平抛速度:=2.4m/s
(3)物体A、B间的高度差:=6.8m
知识点
一小球以10m/s的速度水平抛出,在落地之前经过空中 A、B两点,在A点小球速度方向与水平方向的夹角为
,在B点小球速度方向与水平方向的夹角为
。(空气阻力忽略不计,g取10
),以下判断中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,倾角为370的粗糙斜面的底端有一质量m=1kg的凹形小滑块,小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。在斜面底端正上方有一小球以初速度v0水平抛出,同时小滑块以初速度v=2m/s从斜面的某处沿斜面开始滑动。经过t=0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽。(已知sin370=0.6,cos370=0.8,g取10m/s2)求:
(1)小球水平抛出的速度v0为多大?
(2)小滑块开始滑动时距离斜面底端的位置?
正确答案
见解析
解析
(1)由题意小球恰好垂直斜面方向落入凹槽可知。
(2)小球落入小滑块上时的位置为
若小滑块开始滑动时是沿斜面向下则,
下滑的位移:
即小滑块开始滑动时距离斜面底端的位置为:
若小滑块开始滑动时是沿斜面向上运动则:
上滑时加速度为小水制作
小滑块向上运动的时间
小滑块向上运动的位移
所以:小滑块折返运动的时间
小滑块折返运动的位移
即小滑块开始滑动时距离斜面底端的位置为:
知识点
山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤,其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m。开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头,大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤的下端荡到右边石头的D点,此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)大猴子水平跳离的速度最小值;
(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;
(3)荡起时,青藤对猴子的拉力大小。
正确答案
见解析。
解析
(1)设猴子从A点水平跳离时速的最小值为,根据平抛运动规律,有
①
②
联立①、②式,得
③
(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒,设荡起时速为。有
④
⑤
(3)设拉力为,青藤的长度为L,对低位点,由牛顿第二定律得
⑥
由几何关系
⑦
得:L=10m⑧
综合⑤、⑥、⑧式并代入数据得:
知识点
如图所示,小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下,从B端水平飞出,撞击到一个与地面呈的斜面上,撞击点为C。已知斜面上端与曲面末端B相连,若AB的高度差为h,BC间的高度差为H,则h与H的比值
等于:(不计空气阻力,
,
)
正确答案
解析
略
知识点
如图为一湖边倾斜大坝的横截面示意图,某人站在不同高度h处以不同初速度v0沿水平方向向湖面扔小石块,不计空气阻力。则石块 ( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,半径为R的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L的水平面相切于B点,BC离地面高为h,质量为m的小滑块从圆弧上某点由静止释放,到达圆弧B点时对圆弧的压力刚好等于其重力的2倍。然后滑块沿水平面运动到C点并从C点飞出落到地面上。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ。
求:
(1)小滑块到达B点时速度的大小;
(2)小滑块是从圆弧上离地面多高处释放的;
(3)小滑块落地时距离C点的水平距离。
正确答案
见解析。
解析
(1)设小滑块运动到B点的速度为vB,根据牛顿第二定律:
由牛顿第三定律
解得
(2)设小滑块是从圆弧上离地面H高处释放的,根据机械能守恒定律,
解得:
(3) 设小滑块运动到C点时的速度为vC ,由动能定理有:
解得:
小滑块平抛到地面的过程中,在竖直方向有:
解得所用时间为:
水平距离:
解得
知识点
如图所示为某实验探究小组所设计的实验装置:BF是水平光滑的轨道,两个相同的弧形光滑轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q,两轨道上端分别装有电磁铁C、D,调节电磁铁C、D的高度,使AC = BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端水平射出。根据你学的知识判断:
(1)当从轨道M的下端射出的小铁球落到E处的瞬时,从轨道N下端射出的小铁球 (选填“能” 或“不能”)沿水平轨道刚好运动到E处,发生碰撞。
(2)降低轨道M的高度,保持轨道N不变,使两小铁球还能以相同的初速度v0 同时分别从轨道M、N的下端水平射出,当从轨道M的下端射出的小铁球落到另外一处的瞬时,从轨道N下端射出的小铁球 (选填“能”或“不能”)沿水平轨道也刚好运动到该处,发生碰撞。
(3)写出你上述判断的理由: 。
正确答案
答案:
(1)能(2分);
(2)能(2分);
(3)小铁球在竖直方向上的运动不影响它在水平方向上的运动(或两小铁球在水平方向上的速度始终相同)(2分)
解析
略
知识点
一小圆柱体沿光滑的抛物线轨道运动,抛物线轨道为,第一次观察到圆柱体运动到
=25m处,经过0.2s后圆柱体运动到
=24m处,则圆柱体此时的瞬时速度大小近似为
正确答案
解析
略
知识点
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