- 生活中的圆周运动
- 共107题
一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴,某同学决定测量雾滴的喷射速度,他采用如图1所示的装置,一个直径为cm的纸带环, 安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线,如图1所示,在转台开始转动达到稳定转速时,向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴,当狭缝A转至与狭缝B正对平行时,雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹(若此过程转台转过不到一圈),将纸带从转台上取下来,展开平放,并与毫米刻度尺对齐,如图2所示。
(1)设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为,则从图2可知,其中速度最大的雾滴到标志线的距离
cm,速度最小的雾滴到标志线的距离
cm;
(2)如果转台转动的周期为T,则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为 (用字母表示);
(3)如果以纵坐标表示雾滴速度、横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数
,画出
图线,如图3所示,则可知转台转动的周期为 s。
正确答案
(1)2.1, 2.9
(2);
(3)1.6
解析
略
知识点
24.如图所示,固定的光滑圆弧轨道AB处在竖直平面内,圆轨道半径为R,半径0A处于水平,OB处于竖直方向,B点离水平面的高度为2R。一个小物块质量为m,从A处由静止开始滑下,沿圆弧轨道运动,滑至B点与另一质量为m的小物块相碰并合为一体,之后落与水平地面。求:
(1)小物块刚到B点时的速度大小。
(2)两小物块结合在一起时对B点轨道的压力。
(3)两物块落地点与C点之间的距离。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
17.如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
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知识点
24.一内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的半径大得多),在圆管中有两个直径略小于细管内径相同的小球(可视为质点)。A球的质量为m1,B球的质量为m2。它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为v0。设A球运动到最低点时,B球恰好运动到最高点,重力加速度用g表示。
(1)若此时B球恰好对轨道无压力,题中相关物理量满足何种关系?
(2)若此时两球作用于圆管的合力为零,题中各物理量满足何种关系?
(3)若,试证明此时A、B两小球作用于圆管的合力大小为6mg,方向竖直向下。
正确答案
解析
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知识点
25.某个星球的半径与地球半径相等,质量是地球质量的4倍。在该星球表面有如图所示的半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内,质量为m的小球A,以竖直向下的速度v从与圆心等高处开始沿轨道向下运动,与静止于轨道最低点的B球相撞,碰撞后A、B球恰能分别到达左右两边与圆心等高处。已知地球表面的重力加速度为g。试求:
(1)该星球表面重力加速度g1;
(2)小球B的质量M;
(3)第一次碰撞刚结束时,小球A对轨道的压力大小。
正确答案
解析
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知识点
26.如图所示,三个质量均为的滑块
、
、
置于光滑水平面上.水平面右端与水平传送带之间无缝隙连接,传送带长度
,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率
匀速传动.传送带右下方有一光滑圆弧固定轨道,其半径
,直径
竖直,
.开始时滑块
、
之间连接有(注:弹簧与滑块
无栓接)一被压缩得不能再压缩的轻弹簧,弹簧被锁定并处于静止状态. 滑块
以初速度
沿
、
连线方向向
运动,与
碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短,此时连接
、
的弹簧突然解除锁定,弹簧伸展,从而使
与
、
分离. 滑块
脱离弹簧后以速度
滑上传送带,并从右端水平飞出后,由
点沿圆弧切线落入圆轨道,已知滑块
与传送带之间的动摩擦因数
,重力加速度
取
.(滑块
、
、
视为质点)求:
(1)滑块从传送带右端滑出时的速度大小.
(2)判断滑块能否沿光滑圆轨道到达最高点
,若能,求出滑块
对圆轨道
点的压力大小.若不能,请说明理由?
(3)弹簧最初的弹性势能.
正确答案
解析
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知识点
26.环状空心的细金属管道质量为M,不计一切摩擦。
(1)将管道竖直固定,管内底部有一可视为质点的小球(如图甲),若小球初速度为v0,小球恰能通过最高点,此时球受到管道壁的弹力大小为Mg/2,小球的质量大小为多少?环的半径R为多少(与环的半径相比,管的粗细可不计)?
(2)现将管道水平放置在光滑水平面上,管直径两端A、B处有两个与第一问完全相同的小球(如图乙),初速度仍均为v0,当两球相遇时,小球速度大小为多少?
(3)紧接上问,若两球发生完全弹性碰撞,则当两小球分别回到AB处时,管道的速度大小为多少?
正确答案
解析
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知识点
25.如图所示,竖直固定放置的粗糙斜面AB的下端与光滑的圆弧BCD的B点相切,圆弧轨道的半径为R,圆心O与A、D在同一水平面上,,现有质量为m的小物体从距D点为
的地方形初速释放,已知物体恰能从D点进入圆轨道,求:
(1)为使小物体不会从A点冲出斜面,小物体与斜面间的动摩擦因数至少为多少?
(2)若小物块与斜面间的动摩擦因数,则小物体在斜面上通过的总路程为多少?
(3)若小物体通过圆弧轨道最低点C时,对C的最大压力和最小压力各是多少?
正确答案
解析
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知识点
20.在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图甲),若把这滑铁索过江简化成图乙的模型,铁索的两个固定点A、B在同一水平面内,AB间的距离为L=80m,绳索的最低点离AB的垂直距离为h=8m,若把绳索看做是圆弧,已知一质量m=52kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10m/s(取g=10m/s2),那么 ( )
正确答案
解析
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知识点
13.如图所示,AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道,BC为光滑水平轨道,CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连,BC与弧CD相切.已知AB长为L=10m,倾角θ=37°,BC长s=4m,CD弧的半径为R=2m,O为其圆心,∠COD=143°.整个装置处在水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=1×103N/C.一质量为m=0.4kg、电荷量为q=+3×10-3C的物体从A点以初速度vA=15m/s沿AB轨道开始运动.若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,物体运动过程中电荷量不变.求:
(1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力对物体所做的总功;
(2)物体到达B点的速度;
(3)通过计算说明物体能否到达D点。
正确答案
(1)物体所受重力和电场力的合力大小为
合力与竖直方向的夹角为α,则:
得:α=37°
即合力与轨道AB垂直,所以物体在轨道AB上运动时重力和电场力对物体做的总功为W=0
(2)在AB段上物体所受摩擦力:
对AB段运动使用动能定理:
解得:
(3)D点为CD轨道上的等效最高点,设物体能到D点,其速度为
对物体由B到D的过程由动能定理得:
解得:
设物体恰能到D点时速度为,由牛顿第二定律得:
解得
故
因此物体恰好能到达D点
解析
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知识点
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